ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩЕЕ ПОЛЫЙ ТРУБЧАТЫЙ СЕГМЕНТ, СОДЕРЖАЩИЙ ПОЛИГИДРОКСИАЛКАНОАТ Российский патент 2024 года по МПК A24D3/06 

Настоящее изобретение относится к полому трубчатому сегменту для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, и к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему полый трубчатый сегмент. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль.

Традиционные изделия, генерирующие аэрозоль, такие как сигареты с фильтром, обычно содержат цилиндрический стержень из табачного резаного наполнителя, окруженный бумажной оберткой, и цилиндрический фильтр, выровненный по оси с обернутым табачным стержнем и чаще всего примыкающий к нему торец к торцу. Цилиндрический фильтр обычно содержит одну или более заглушек из волокнистого фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлозный жгут, окруженный бумажной фицеллой. Традиционно обернутый табачный стержень и фильтр соединены полосой ободковой обертки, обычно образованной из непрозрачного бумажного материала, который окружает всю длину фильтра и смежную часть обернутого табачного стержня.

Изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, такой как табакосодержащий субстрат, нагревают, а не сжигают, также известны в данной области техники. Как правило, в таких изделиях аэрозоль генерируется в результате передачи тепла от источника тепла к физически отделенному субстрату или материалу, генерирующему аэрозоль.

Например, были предложены изделия, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется путем электрического нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль. В ряде документов, относящихся к уровню техники, описаны устройства, генерирующие аэрозоль, для потребления изделий, генерирующих аэрозоль. Такие устройства включают, например, электрически нагреваемые устройства, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется за счет передачи тепла от одного или более электрических нагревательных элементов устройства, генерирующего аэрозоль, к субстрату, генерирующему аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль. В качестве другого примера, также известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется в результате передачи тепла от горючего тепловыделяющего элемента или источника тепла на субстрат, генерирующий аэрозоль. Горючий тепловыделяющий элемент или источник тепла может быть расположен в контакте с, внутри, вокруг или дальше по ходу потока относительно субстрата, генерирующего аэрозоль.

Во время использования одного такого изделия, генерирующего аэрозоль, летучие соединения высвобождаются из субстрата, генерирующего аэрозоль, за счет передачи тепла и захватываются воздухом, протягиваемым через изделие, генерирующее аэрозоль. По мере охлаждения высвобождаемых соединений они конденсируются с образованием аэрозоля.

Как правило, изделия, генерирующие аэрозоль, описанных типов могут включать мундштук, содержащий фильтровальный сегмент, образованный из пористого фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлоза. В некоторых известных изделиях, генерирующих аэрозоль, предусмотрен полый трубчатый сегмент, образованный из фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлоза, в положении между субстратом, генерирующим аэрозоль, и мундштучным концом изделия, для придания изделию структурной прочности.

Было также описано несколько изделий, генерирующих аэрозоль, которые содержат полый трубчатый сегмент, образованный из волокнистого фильтрующего материала. В качестве примера описаны изделия, генерирующие аэрозоль, которые в дополнение к стержню субстрата, генерирующего аэрозоль, содержат опорный элемент в форме полой ацетатной трубки. В одном конкретном варианте осуществления одно такое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит в линейной последовательной компоновке стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, полую ацетатную трубку, расположенную непосредственно дальше по ходу потока относительно субстрата, генерирующего аэрозоль, элемент, охлаждающий аэрозоль, расположенный дальше по ходу потока относительно полой ацетатной трубки, и внешнюю обертку, окружающую стержень, полую ацетатную трубку и элемент, охлаждающий аэрозоль.

Кроме того, были предложены традиционные изделия, генерирующие аэрозоль, в которых фильтр содержит полый трубчатый сегмент, образованный из волокнистого фильтрующего материала, предпочтительно в комбинации и в осевом выравнивании с другим неполым сегментом, образованным из волокнистого фильтрующего материала. В качестве примера были описаны сигареты с фильтром, в которых один такой полый трубчатый сегмент расположен у мундштучного конца сигареты с фильтром таким образом, что полость, образованная внутри полым трубчатым сегментом, открыта для внешней среды. Также описаны сигареты с фильтром, в которых один такой полый трубчатый сегмент расположен между неполыми сегментами, образованными из волокнистого фильтрующего материала. Полость, образованная внутри полым трубчатым сегментом и ограниченная на концах двумя неполыми сегментами, может содержать средство, модифицирующее аэрозоль, такое как сорбентный материал или хрупкая ароматизирующая капсула и т. д.

Может быть желательно, чтобы любой компонент изделия, содержащего фильтрационный материал, разрушался как можно быстрее после того, как изделие, генерирующее аэрозоль, было потреблено и утилизировано. Однако, ацетилцеллюлоза и многие другие часто используемые фильтрующие материалы не являются высоко биоразлагаемыми. Однако альтернативные диспергируемые или биоразлагаемые материалы часто не способны обеспечить приемлемые эффективность фильтрации и ощущения при курении для потребителя. Кроме того, многие известные диспергируемые и разлагаемые материалы непригодны для применения в существующих производственных процессах и потребовали бы слишком значительной модификации существующих методов и оборудования, чтобы сделать их применение коммерчески целесообразным.

Кроме того, было обнаружено, что ацетилцеллюлоза обеспечивает относительно высокий уровень поглощения и захвата воды из основного дыма при использовании в традиционных курительных изделиях. Соответственно, основной дым, доставляемый потребителю, имеет значительно сниженное содержание влаги и в определенных условиях может восприниматься как нежелательно «сухой». Это может оказать неблагоприятное влияние на общие ощущения при курении.

Таким образом, было бы желательно обеспечить новое и улучшенное изделие, генерирующее аэрозоль, которое обладает улучшенными свойствами биоразложения по сравнению с известными изделиями, включая традиционные фильтрующие материалы, такие как ацетилцеллюлоза. Также было бы желательно обеспечить новое и улучшенное изделие, генерирующее аэрозоль, которое обеспечивает приемлемые ощущения при курении для потребителя, в частности, такое изделие, которое способно уменьшать эффект «сухого» дыма, который часто встречается в изделиях, содержащих ацетилцеллюлозу в качестве фильтрующего материала.

Было бы желательно обеспечить одно такое изделие, генерирующее аэрозоль, в котором сопротивление затяжке (RTD) сегмента из фильтрующего материала может быть скорректировано с получением приемлемого RTD изделия в целом. Дополнительно, было бы желательно обеспечить такое изделие, генерирующее аэрозоль, которое может быть эффективно изготовлено в автоматизированном высокоскоростном производственном процессе без необходимости в значительных изменениях имеющегося оборудования.

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, для получения вдыхаемого аэрозоля при нагревании. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, и полый трубчатый сегмент, содержащий волокнистый фильтрующий материал. Полый трубчатый сегмент может быть расположен с продольным выравниванием со стержнем. Волокнистый фильтрующий материал может содержать волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимерный или сополимерный материал.

Далее настоящее изобретение относится к полому трубчатому сегменту для использования в изделии, генерирующем аэрозоль. Полый трубчатый сегмент может быть образован из волокнистого фильтрующего материала. Волокнистый фильтрующий материал может содержать волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимерный или сополимерный материал.

Дополнительно настоящее изобретение также относится к системе содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, и полый трубчатый сегмент, содержащий волокнистый фильтрующий материал. В устройстве, генерирующем аэрозоль, полый трубчатый сегмент может быть расположен с продольным выравниванием со стержнем. Волокнистый фильтрующий материал может содержать волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер.

В соответствии с настоящим изобретением предложено изделие, генерирующее аэрозоль, для получения вдыхаемого аэрозоля при нагревании, при этом указанное изделие, генерирующее аэрозоль, содержит: стержень субстрата, генерирующего аэрозоль; полый трубчатый сегмент, содержащий волокнистый фильтрующий материал, причем полый трубчатый сегмент расположен с продольным выравниванием со стержнем; при этом волокнистый фильтрующий материал содержит волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер.

Термин «изделие, генерирующее аэрозоль» в этом документе используется применительно к настоящему изобретению для описания изделия, в котором для получения и доставки аэрозоля потребителю нагревается субстрат, генерирующий аэрозоль. В данном документе термин «субстрат, генерирующий аэрозоль» обозначает субстрат, способный высвобождать летучие соединения при нагреве для генерирования аэрозоля.

Обычная сигарета горит, когда пользователь поджигает ее, прикладывая пламя к одному концу сигареты, и втягивает воздух через другой конец. Локализованное тепло, обеспечиваемое пламенем и кислородом в воздухе, втягиваемом через сигарету, является причиной возгорания конца сигареты, и обусловленное этим горение генерирует вдыхаемый дым. Для сравнения, в нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, аэрозоль генерируется в результате нагрева субстрата, генерирующего аромат, например такого, как субстрат на основе табака или субстрат, содержащий вещество для образования аэрозоля и вкусоароматическое вещество. Известные нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, включают, например, электрически нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, и изделия, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется в результате передачи тепла от горючего тепловыделяющего элемента или источника тепла к физически отделенному материалу, образующему аэрозоль.

В настоящем документе термин «продольный» относится к направлению, соответствующему главной продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, которая проходит между концами изделия, генерирующего аэрозоль, расположенными раньше по ходу потока и дальше по ходу потока. Используемые в настоящем документе термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» описывают относительные положения элементов или частей элементов изделия, генерирующего аэрозоль, по отношению к направлению, в котором аэрозоль транспортируется во время использования через изделие, генерирующее аэрозоль.

Как кратко описано выше, в отличие от существующих изделий, генерирующих аэрозоль, изделие в соответствии с настоящим изобретением содержит полый трубчатый сегмент, содержащий волокнистый фильтрующий материал, причем волокнистый фильтрующий материал содержит волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер.

Таким образом, в полом трубчатом сегменте изделия, генерирующего аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением на ПГА полимер или сополимер приходится по меньшей мере некоторая часть волокнистого фильтрующего материала. Это означает, что остальная часть волокнистого фильтрующего материала может содержать материал, отличный от ПГА полимера или сополимера. Кроме того, это означает, что другие компоненты полого трубчатого сегмента, такие как, например, фицелла, окружающая волокнистый фильтрующий материал, или вставка, не разрезаемый объект, такой как ограничитель потока или дополнительный материал для доставки, такой как разрушаемая капсула, которая может быть предусмотрена в некотором положении вдоль полого трубчатого сегмента, могут содержать материал, отличный от ПГА полимера или сополимера.

Было обнаружено, что поскольку волокна, содержащие ПГА полимер или сополимер (далее также называемые «волокнами ПГА»), характеризуются более низкой гидрофильностью по сравнению с волокнами других фильтрующих материалов, таких как ацетилцеллюлоза, эквивалентного веса, в изделиях, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением, полый трубчатый сегмент имеет значительно меньшую склонность к поглощению воды/пара. В результате, в тех вариантах осуществления, в которых полый трубчатый сегмент используется в качестве компонента многосегментного фильтра в традиционном курительном изделии, уровень воды в основном дыме можно поддерживать на более высоком уровне, что является преимуществом. Это напрямую решает проблему «сухого дыма», часто встречающуюся при использовании традиционных курительных изделий, и обеспечивает улучшенные ощущения при курении для потребителя.

Поскольку волокна ПГА характеризуются гораздо более высоким уровнем биоразлагаемости по сравнению с волокнами других фильтрующих материалов, таких как ацетилцеллюлоза, изделия согласно настоящему изобретению являются в целом более биоразлагаемыми. В то же время, поскольку волокна ПГА получают посредством природного процесса ферментации, изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению также обеспечивают большую устойчивость производственного процесса. Кроме того, полый трубчатый сегмент имеет большую площадь открытой поверхности по сравнению с цилиндрической заглушкой, и это также может дополнительно способствовать биоразложению.

Путем корректировки таких параметров, как значение денье на нить, общее значение денье, форма поперечного сечения и т. д., можно откорректировать RTD фильтровального сегмента до желаемых диапазонов для любых заданных длины фильтра или конструкции фильтра.

Термин «денье на нить» (dpf) соответствует весу в граммах одного волокна или нити, имеющих длину 9000 метров. Таким образом, в настоящем изобретении значение dpf представляет показатель толщины каждого из отдельных волокон ПГА в фильтровальном сегменте. Значение денье на нить выражается в единицах денье, где 1 денье соответствует 1 грамму на 9000 метров.

«Общее значение денье» фильтрующего материала определяет общий вес в граммах 9000 метров объединенных волокон, образующих фильтрующий материал. Таким образом, общее значение денье для фильтровального сегмента соответствует значению денье на нить, умноженному на общее количество волокон в фильтровальном сегменте.

Кроме того, можно контролировать общий вес полого трубчатого сегмента, что является преимуществом, и это также может способствовать биоразложению полого трубчатого сегмента и изделия, генерирующего аэрозоль, в целом.

Свойства ПГА также обеспечивают хорошую твердость фильтра, которая может быть дополнительно улучшена путем окружения полого трубчатого сегмента жесткой фицеллой.

Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению также содержат стержень субстрата, генерирующего аэрозоль.

Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может быть изготовлен с использованием случайным образом ориентированных кусочков, нитей или полосок табачного материала. В альтернативном варианте осуществления, как предложено, например, в международной патентной заявке WO-A-2012/164009, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может быть образован из одного или более собранных листов табачного материала. В альтернативном варианте осуществления также было предложено образование стержней для изделий, генерирующих аэрозоль, из нитей гомогенизированного табачного материала, которые могут быть образованы путем отливки, прокатки, каландрирования или экструзии смеси, содержащей сыпучий табак и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля, с образованием листа гомогенизированного табачного материала. Кроме того, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может быть образован из нитей гомогенизированного табачного материала, полученных экструзией смеси, содержащей сыпучий табак и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля, с образованием непрерывных отрезков гомогенизированного табачного материала.

Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.

Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет внешний диаметр по меньшей мере 5 миллиметров. Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет внешний диаметр 7,2 миллиметра с точностью до 10 процентов.

Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 100 мм. Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину по меньшей мере приблизительно 5 миллиметров, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 7 миллиметров. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, предпочтительно имеет длину менее приблизительно 80 миллиметров, более предпочтительно менее приблизительно 65 миллиметров, еще более предпочтительно менее приблизительно 50 миллиметров. В особенно предпочтительных вариантах осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину менее приблизительно 35 миллиметров, более предпочтительно менее 25 миллиметров, еще более предпочтительно менее приблизительно 20 миллиметров. В одном варианте осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину приблизительно 12 миллиметров.

Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет по существу равномерное сечение по длине стержня. Особенно предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет по существу круглое сечение.

В предпочтительных вариантах осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит один или более собранных листов гомогенизированного табачного материала. Предпочтительно один или более листов гомогенизированного табачного материала являются текстурированными. В данном документе термин «текстурированный лист» обозначает лист, который был гофрирован, выполнен конгревным тиснением, выполнен блинтовым тиснением, перфорирован или иным образом деформирован. Текстурированные листы гомогенизированного табачного материала для применения в настоящем изобретении могут содержать множество разнесенных выемок, выступов, перфорационных отверстий или их комбинацию. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, окруженный оберткой.

В данном документе термин «гофрированный лист» предназначен для использования в качестве синонима термина «крепированный лист» и обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров. Предпочтительно гофрированный лист гомогенизированного табачного материала содержит множество складок или гофров, по существу параллельных цилиндрической оси стержня согласно настоящему изобретению. Это облегчает собирание гофрированного листа гомогенизированного табачного материала для образования стержня, что является преимуществом. Тем не менее, следует понимать, что гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для применения в настоящем изобретении могут в альтернативном варианте осуществления или дополнительно содержать множество по существу параллельных складок или гофров, расположенных под острым или тупым углом к цилиндрической оси стержня. В некоторых вариантах осуществления листы гомогенизированного табачного материала для использования в стержне изделия согласно настоящему изобретению могут являться по существу равномерно текстурированными на по существу всей их поверхности. Например, гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для применения при изготовлении стержня, используемого в изделии, генерирующем аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут содержать множество по существу параллельных складок или гофров, которые по существу равномерно разнесены по ширине листа.

Листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в настоящем изобретении могут иметь содержание табака по меньшей мере приблизительно 40 масс. % в пересчете на сухой вес, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 масс. % в пересчете на сухой вес, более предпочтительно или по меньшей мере приблизительно 70 масс. % в пересчете на сухой вес, и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90 масс. % в пересчете на сухой вес.

Листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут содержать одно или более внутренних связующих, то есть табачных эндогенных связующих, одно или более наружных связующих, то есть табачных экзогенных связующих, или их комбинацию для содействия агломерации сыпучего табака. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их комбинации.

Подходящие внешние связующие для включения в листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, известны в данной области техники и включают, но без ограничения: камеди, такие как, например, гуаровая камедь, ксантановая камедь, гуммиарабик и камедь плодов рожкового дерева; целлюлозные связующие, такие как, например, гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, метилцеллюлоза и этилцеллюлоза; полисахариды, такие как, например, крахмалы, органические кислоты, такие как альгиновая кислота, соли оснований, сопряженных с органическими кислотами, такие как альгинат натрия, агар и пектины; и их комбинации.

Подходящие нетабачные волокна для включения в листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, известны в данной области техники и включают, но без ограничения: целлюлозные волокна; волокна древесины мягких пород; волокна древесины твердых пород; джутовые волокна и их комбинации. Перед включением в листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, нетабачные волокна могут быть подвергнуты обработке подходящими способами, известными из уровня техники, включая, но без ограничения: механическое получение пульпы; очистку; химическое получение пульпы; обесцвечивание; сульфатное получение пульпы; и их комбинации.

Субстраты для нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, обычно содержат «вещество для образования аэрозоля», то есть соединение или смесь соединений, которые при использовании содействуют образованию аэрозоля и предпочтительно являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин.

Предпочтительно субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит по меньшей мере 10 масс. % вещества для образования аэрозоля, более предпочтительно по меньшей мере 12 масс. % вещества для образования аэрозоля, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 15 масс. % вещества для образования аэрозоля. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит не более 30 масс. % вещества для образования аэрозоля, более предпочтительно не более приблизительно 25 масс. % вещества для образования аэрозоля, более предпочтительно не более приблизительно 20 масс. % вещества для образования аэрозоля. Например, субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать от приблизительно 10 до приблизительно 30 масс. % вещества для образования аэрозоля, или от приблизительно 12 до приблизительно 25 масс. % вещества для образования аэрозоля, или от приблизительно 15 до приблизительно 20 масс. % вещества для образования аэрозоля. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит приблизительно 18 масс. % вещества для образования аэрозоля.

В изделиях, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением фильтровальный сегмент образован из волокнистого фильтрующего материала, содержащего волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер. Предпочтительно волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 85 масс. % волокон, содержащих полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер.

ПГА представляют собой семейство сложных полигидроксиэфиров из 3-, 4-, 5- и 6-гидроксиалкановых кислот, которые продуцируются различными видами бактерий в условиях ограничения питательных веществ с избытком углерода и обнаруживаются в виде дискретных цитоплазматических включений в бактериальных клетках. За счет их отличной биосовместимости были предложены ПГА для использования в широком спектре биомедицинских применений, включая системы доставки лекарственных средств и каркасы для тканевой инженерии.

Молекула ПГА обычно состоит из 600-35000 мономерных звеньев (R)-гидроксижирных кислот. В зависимости от общего количества атомов углерода в мономере ПГА, ПГА может быть классифицирован как короткоцепочечный ПГА (кц-ПГА; от 3 до 5 атомов углерода), среднецепочечный ПГА (сц-ПГА; от 6 до 14 атомов углерода) или длинноцепочечный ПГА (дц-ПГА; 15 или более атомов углерода).

Первый и наиболее распространенный ПГА представляет собой поли(бета-гидроксибутират) (PHB, ПГБ). Следующим представителем семейства ПГА, имеющим этильную боковую группу, является поли(3-гидроксивалерат) или PHV (ПГВ). Присутствие этильной группы (звена HV) вместо метильной группы в PHB придает PHV большую гибкость и меньшую кристалличность, чем PHB.

Предпочтительно в изделии, генерирующем аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере приблизительно 25 масс. % ПГА полимера или сополимера. Более предпочтительно полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере приблизительно 50 масс. % ПГА полимера или сополимера. Еще более предпочтительно полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере приблизительно 60 масс. % ПГА полимера или сополимера. В особенно предпочтительных вариантах осуществления полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере приблизительно 70 масс. % ПГА полимера или сополимера или даже по меньшей мере приблизительно 80 масс. % ПГА полимера или сополимера. В некоторых высоко предпочтительных вариантах осуществления полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере приблизительно 85 масс. % ПГА полимера или сополимера. Более предпочтительно ПГА полимер или сополимер представляет собой один или более из полигидроксипропионата, полигидроксивалерата, полигидроксибутирата, полигидроксигексаноата и полигидроксиоктаноата. В особенно предпочтительном варианте осуществления ПГА соединение представляет собой поли(3-гидроксибутират).

Еще более предпочтительно полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере приблизительно 90 масс. % ПГА полимера или сополимера. Без привязки к теории, предполагается, что более высокое содержание ПГА в полом трубчатом сегменте обычно связано с улучшенной биоразлагаемостью полых трубчатых сегментов и изделия, генерирующего аэрозоль, в целом.

Более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 91 масс. % ПГА полимера или сополимера, или по меньшей мере приблизительно 92 масс. % ПГА полимера или сополимера, или по меньшей мере приблизительно 93 масс. % ПГА полимера или сополимера, или по меньшей мере приблизительно 94 масс. % ПГА полимера или сополимера. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 95 масс. % ПГА полимера или сополимера.

Остальные волокна в фильтровальном сегменте ПГА могут содержать любой подходящий материал. Подходящие волокнистые материалы будут известны специалисту в данной области и включают без ограничения полимолочную кислоту (PLA) и ацетат целлюлозы.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента может содержать некоторое количество ацетилцеллюлозы. Без намерения ограничиваться теорией, считается, что определенное количество ацетилцеллюлозы в полом трубчатом сегменте может придавать желаемые характеристики фильтрации и механические свойства полому трубчатому сегменту, а также облегчать изготовление полого трубчатого сегмента.

В определенных вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит по меньшей мере приблизительно 5 масс. % ацетилцеллюлозы. В качестве примера волокнистый фильтрующий материал может содержать по меньшей мере приблизительно 6 масс. % ацетилцеллюлозы, или по меньшей мере приблизительно 7 масс. % ацетилцеллюлозы, или по меньшей мере приблизительно 8 масс. % ацетилцеллюлозы, или по меньшей мере приблизительно 9 масс. % ацетилцеллюлозы. В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 10 масс. % ацетилцеллюлозы.

В изделиях, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением волокнистый фильтрующий материал предпочтительно содержит менее приблизительно 15 масс. % ацетилцеллюлозы.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит менее приблизительно 5 масс. % ацетилцеллюлозы, предпочтительно менее 3 масс. % ацетилцеллюлозы, более предпочтительно менее 1 масс. % ацетилцеллюлозы, еще более предпочтительно менее 0,1 масс. % ацетилцеллюлозы. Это может дополнительно способствовать повышению биоразлагаемости полого трубчатого сегмента и изделия, генерирующего аэрозоль, в целом.

Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением содержит приблизительно 10 масс. % или менее ацетилцеллюлозы, в соответствии с измерением относительно общего веса изделия, генерирующего аэрозоль. Более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением содержит приблизительно 7 масс. % или менее ацетилцеллюлозы, в соответствии с измерением относительно общего веса изделия, генерирующего аэрозоль. Еще более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением содержит приблизительно 5 масс. % или менее ацетилцеллюлозы, в соответствии с измерением относительно общего веса изделия, генерирующего аэрозоль. Это указывает на то, что не только полый трубчатый сегмент имеет низкое или нулевое содержание ацетилцеллюлозы, но также на то, что любой другой компонент изделия, содержащий волокнистый фильтрующий материал, содержит мало ацетилцеллюлозы или не содержит ацетилцеллюлозы, что является преимуществом. Варианты осуществления изделий, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением, характеризующиеся таким низким содержанием ацетилцеллюлозы, демонстрируют особенно благоприятные характеристики биоразлагаемости.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением содержит приблизительно 3 масс. % или менее ацетилцеллюлозы, в соответствии с измерением относительно общего веса изделия, генерирующего аэрозоль. Более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением содержит приблизительно 2 масс. % или менее ацетилцеллюлозы, в соответствии с измерением относительно общего веса изделия, генерирующего аэрозоль. Еще более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением содержит приблизительно 1 масс. % или менее ацетилцеллюлозы, в соответствии с измерением относительно общего веса изделия, генерирующего аэрозоль.

В некоторых высоко предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением по существу не содержит ацетилцеллюлозы.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал дополнительно содержит по меньшей мере один биоразлагаемый полимер, выбранный из группы, состоящей из крахмала, полибутиленсукцината (PBS), полибутиленадипата терефталата (PBAT), термопластичного крахмала и смесей термопластичного крахмала (TPS), поликапролактона (PCL), полигликолида (PGA), поливинилового спирта (PVOH/PVA), вискозы, регенерированной целлюлозы, полисахаридов, ацетилцеллюлозы со степенью замещения (DS) менее 2,1, полиамидов, биополимеров на основе белка, биополимеров на основе хитозана-хитина и их комбинаций.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что включение одного или более из этих ингредиентов в смесь, из которой образован волокнистый материал фильтровального сегмента, вносит дополнительный вклад в улучшение биоразлагаемости фильтровального сегмента и изделия, генерирующего аэрозоль, в целом.

Кроме того, несмотря на то, что ранее изготовление нитей или волокон, содержащих ПГА, с использованием существующих методик и устройств считалось технически сложным, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что можно получать нити или волокна, содержащие высокий уровень ПГА, когда ПГА объединяют в смесь, как описано выше, поскольку это облегчает образование нитей посредством прядения.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 5 масс. % одного такого дополнительного биоразлагаемого полимера. В предпочтительных вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 10 масс. % одного такого дополнительного биоразлагаемого полимера. Более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 11 масс. %, или по меньшей мере 12 масс. %, или по меньшей мере 13 масс. %, или по меньшей мере 14 масс. % дополнительного биоразлагаемого полимера. Еще более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 15 масс. % одного такого дополнительного биоразлагаемого полимера.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления указанный по меньшей мере один биоразлагаемый полимер представляет собой один или более из PBAT, PCL и PBS. Без ограничения теорией авторы настоящего изобретения обнаружили, что применение одного или более из этих выбранных биоразлагаемых полимеров способствует улучшению механических, термических и морфологических свойств полимерной смеси. В частности, было обнаружено, что применение PBAT и PBS в комбинации обеспечивает особенно хорошо сбалансированные механические свойства, особенно в отношении прочности на растяжение и удлинения.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере приблизительно 3 масс. % пластификатора, выбранного из триацетина, триэтиленгликольдиацетата (TEGDA), этиленвинилацетата, поливинилового спирта, крахмала или их комбинаций.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал также дополнительно содержит адгезив на водной основе. Это имеет эффект структурного усиления структуры полого трубчатого сегмента. В качестве примера, для этой цели можно использовать такие соединения, как крахмальный адгезив, метилцеллюлоза или поливинилацетат.

Предпочтительно волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее по меньшей мере приблизительно 1. Более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее по меньшей мере приблизительно 2. Еще более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее по меньшей мере приблизительно 3,2.

В предпочтительных вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 10 или меньше. Более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 7,5 или меньше. Еще более предпочтительно волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 5 или меньше.

В некоторых вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее от приблизительно 1 до приблизительно 10, более предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 10, еще более предпочтительно от приблизительно 3,2 до приблизительно 10. В других вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее от приблизительно 1 до приблизительно 7,5, более предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 7,5, еще более предпочтительно от приблизительно 3,2 до приблизительно 7,5. В дальнейших вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал полого трубчатого сегмента содержит множество волокон, содержащих ПГА полимер или сополимер и имеющих значение денье на нить, составляющее от приблизительно 1 до приблизительно 5, более предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 5, еще более предпочтительно от приблизительно 3,2 до приблизительно 5.

Без привязки к теории, авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда полый трубчатый сегмент образован из волокон ПГА, имеющих относительно низкое dpf, составляющее от 1,5 до 3,2, полый трубчатый сегмент демонстрирует особенно низкое RTD, которое может быть желательным для конструкции определенных изделий, генерирующих аэрозоль. Один такой низкий диапазон dpf также снижает общий вес полого трубчатого сегмента, что дополнительно значительно улучшает биоразлагаемость изделия, генерирующего аэрозоль, что является преимуществом.

Предпочтительно волокна, содержащие ПГА полимер или сополимер, фильтровальных сегментов гофрированы.

Форму поперечного сечения волокон ПГА можно варьировать, например, для контроля площади внешней поверхности волокон в полом трубчатом сегменте. За счет контроля площади внешней поверхности волокон ПГА можно также контролировать общую площадь поверхности волокон ПГА, которые подвергаются воздействию аэрозоля, проходящего через полый трубчатый сегмент. Это, в свою очередь, будет контролировать в некоторой степени свойства фильтрации волокон ПГА, например, количество воды, которое адсорбируется волокнами в традиционных горючих курительных изделиях.

В некоторых вариантах осуществления волокна ПГА имеют по существу круглое поперечное сечение. В таких вариантах осуществления общая площадь внешней поверхности волокон ПГА в полом трубчатом сегменте предпочтительно составляет от приблизительно 0,15 кв. метров на грамм до приблизительно 0,30 кв. метров на грамм.

В альтернативных вариантах осуществления волокна ПГА имеют поперечное сечение Y-образной формы. В таких вариантах осуществления общая площадь внешней поверхности волокон ПГА в полом трубчатом сегменте предпочтительно составляет от приблизительно 0,15 кв. метров на грамм до приблизительно 0,55 кв. метров на грамм. Более предпочтительно общая площадь внешней поверхности волокон ПГА в полом трубчатом сегменте составляет от приблизительно 0,2 кв. метра на грамм до приблизительно 0,5 кв. метра на грамм, еще более предпочтительно от приблизительно 0,25 кв. метра на грамм до приблизительно 0,45 кв. метра на грамм.

В некоторых вариантах осуществления полый трубчатый сегмент может содержать одну или более добавок для уменьшения количества определенных компонентов в основном дыме. Например, фильтровальный сегмент предпочтительно содержит добавку для уменьшения количества фенолов и производных фенола. […]

Было обнаружено, что особенно эффективна комбинация ПГА с добавкой, такой как PEG, для снижения количества фенольных соединений в основном дыме. Волокна ПГА обычно обеспечивают хорошую эффективность фильтрации нежелательных компонентов дыма, но менее эффективны при удалении фенольных соединений. За счет включения соединения, которое снижает уровень конкретно фенольных соединений в основном дыме, можно дополнительно оптимизировать характеристики фильтрации полого трубчатого сегмента изделия, генерирующего аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением, в частности, когда полый трубчатый сегмент, описанный выше, используют в качестве компонента многокомпонентного фильтра в горючем курительном изделии, таком как сигарета с фильтром. Это, в свою очередь, улучшает сенсорные характеристики аэрозоля, доставляемого потребителю.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления полый трубчатый сегмент дополнительно содержит по меньшей мере приблизительно 5 масс. % полиэтиленгликоля в пересчете на общий вес фильтрующего материала. Предпочтительно полый трубчатый сегмент содержит не более 10 масс. % полиэтиленгликоля в пересчете на общий вес фильтрующего материала.

Как описано выше, было обнаружено, что волокна ПГА поглощают меньше воды из основного дыма, чем эквивалентное количество ацетилцеллюлозных волокон, за счет более низкого сродства волокон ПГА к воде. Как показано в примерах ниже, количество воды, поглощаемой фильтровальным сегментом на основе ПГА, значительно ниже, чем количество воды, поглощаемой используемым для сравнения фильтровальным сегментом, образованным из эквивалентного по весу количества ацетилцеллюлозных волокон.

Например, при воздействии воды в жидкой форме полый трубчатый сегмент изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению предпочтительно поглощает менее половины количества воды, поглощаемого в тех же условиях эквивалентным полым трубчатым сегментом, образованным из ацетилцеллюлозных волокон.

Уменьшенное поглощение воды ПГА волокнами в полом трубчатом сегменте согласно настоящему изобретению по сравнению с ацетилцеллюлозой дает более высокий уровень содержания воды в основном дыме, доставляемом из изделия, генерирующего аэрозоль, во время использования.

Например, количество воды в основном дыме, собранном во время курения горючего курительного изделия, содержащего фильтр согласно настоящему изобретению с волокнами ПГА в условиях, соответствующих ISO, было по меньшей мере на 10 процентов выше и предпочтительно по меньшей мере на 15 процентов выше, чем количество воды в основном дыме, собранном во время курения эквивалентного горючего курительного изделия, содержащего фильтровальный сегмент из ацетилцеллюлозного жгута в тех же условиях.

Таким образом, изделия, генерирующие аэрозоль, содержащие фильтр, содержащий полый трубчатый сегмент на основе ПГА, способны доставлять основной дым, характеризующийся более высоким уровнем влажности, который является более сенсорно приемлемым для потребителя. В частности, эффект «сухого дыма», который может ощущаться при курении изделия, генерирующего аэрозоль, с традиционным ацетилцеллюлозным фильтром, может быть снижен, что является преимуществом.

Волокна, содержащие ПГА полимер или сополимер, в фильтровальном сегменте могут быть изготовлены с использованием одной из нескольких методик, включающих в себя прядение из расплава, прядение из геля и электропрядение. Предпочтительно волокна, содержащие ПГА полимер или сополимер, в фильтровальном сегменте в изделиях, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением получают путем прядения из расплава. Прядение из расплава часто считается наиболее экономичным процессом прядения, поскольку не требуется удаление или выпаривание растворителя, как это происходит в случае с прядением из раствора. Кроме того, скорость прядения в случае прядения из расплава обычно достаточно высока, что является полезным с точки зрения общей производительности и эффективности производства.

В этом процессе вязкий расплав полимера или полимерной смеси экструдируют через фильеру, содержащую некоторое количество отверстий, в камеру, где на поверхность нитей, выходящих из фильеры, направляют струю холодного воздуха или газа. Когда воздух сталкивается с нитями, нити затвердевают, и их собирают, например, на намоточном колесе. Процесс прядения из расплава характеризуется определенными геометриями поперечного сечения нити и обеспечивает значительное разнообразие тонкости и числа нитей, что является преимуществом. За счет увеличения количества отверстий в фильере можно достичь высокой производительности прядения, которую трудно получить при использовании других процессов прядения.

Предпочтительно в изделии, генерирующем аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением полый трубчатый сегмент не вносит существенного вклада в общее RTD изделия, генерирующего аэрозоль.

Соответственно, в изделии, генерирующем аэрозоль, согласно настоящему изобретению общее RTD изделия предпочтительно зависит по существу от RTD стержня и может также зависеть от RTD необязательных дополнительных компонентов, таких как мундштук или фильтровальный сегмент, поскольку значительная часть общего объема полого трубчатого сегмента является по существу пустой и, соответственно, полый трубчатый сегмент лишь незначительно влияет на общее RTD.

На практике полый трубчатый сегмент может быть выполнен с возможностью создания RTD в диапазоне от приблизительно 0 миллиметров H₂O (приблизительно 00 Па) до приблизительно 20 миллиметров H₂O (приблизительно 200 Па). Предпочтительно полый трубчатый сегмент выполнен с возможностью создания RTD от приблизительно 0 миллиметров H₂O (приблизительно 00 Па) до приблизительно 10 миллиметров H₂O (приблизительно 100 Па).

Изделие, генерирующее аэрозоль, предпочтительно имеет общее RTD менее приблизительно 90 миллиметров H₂O (приблизительно 900 Па). Более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD менее приблизительно 80 миллиметров H₂O (приблизительно 800 Па). Еще более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD менее приблизительно 70 миллиметров H₂O (приблизительно 700 Па).

Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD по меньшей мере приблизительно 30 миллиметров H₂O (приблизительно 300 Па). Более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD по меньшей мере приблизительно 40 миллиметров H₂O (приблизительно 400 Па). Еще более предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD по меньшей мере приблизительно 50 миллиметров H₂O (приблизительно 500 Па).

В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD от приблизительно 30 миллиметров H₂O (приблизительно 300 Па) до приблизительно 90 миллиметров H₂O (приблизительно 900 Па), предпочтительно от приблизительно 40 миллиметров H₂O (приблизительно 400 Па) до приблизительно 90 миллиметров H₂O (приблизительно 900 Па), более предпочтительно от приблизительно 50 миллиметров H₂O (приблизительно 500 Па) до приблизительно 90 миллиметров H₂O (приблизительно 900 Па). В других вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD от приблизительно 30 миллиметров H₂O (приблизительно 300 Па) до приблизительно 80 миллиметров H₂O (приблизительно 800 Па), предпочтительно от приблизительно 40 миллиметров H₂O (приблизительно 400 Па) до приблизительно 80 миллиметров H₂O (приблизительно 800 Па), более предпочтительно от приблизительно 50 миллиметров H₂O (приблизительно 500 Па) до приблизительно 80 миллиметров H₂O (приблизительно 800 Па). В дополнительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD от приблизительно 30 миллиметров H₂O (приблизительно 300 Па) до приблизительно 70 миллиметров H₂O (приблизительно 700 Па), предпочтительно от приблизительно 40 миллиметров H₂O (приблизительно 400 Па) до приблизительно 70 миллиметров H₂O (приблизительно 700 Па), более предпочтительно от приблизительно 50 миллиметров H₂O (приблизительно 500 Па) до приблизительно 70 миллиметров H₂O (приблизительно 700 Па).

RTD изделия, генерирующего аэрозоль, может быть определено как отрицательное давление, которое необходимо приложить в условиях испытания, определенных в ISO 3402, к расположенному дальше по ходу потока концу изделия для поддержания равномерного объемного потока воздуха 17,5 мл/с через изделие. Предполагается, что перечисленные выше значения RTD измеряются в отношении самого изделия, генерирующего аэрозоль, (то есть без введения изделия в устройство, генерирующее аэрозоль) и, если в изделии предусмотрена зона вентиляции, без блокирования перфорационных отверстий зоны вентиляции.

В других вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общее RTD, составляющее по меньшей мере приблизительно 150 миллиметров H₂O (приблизительно 1500 Па), предпочтительно по меньшей мере приблизительно 200 миллиметров H₂O (приблизительно 2000 Па), более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 250 миллиметров H₂O (приблизительно 2500 Па).

Было дополнительно обнаружено, что полый трубчатый сегмент, содержащий волокна ПГА, согласно настоящему изобретению обеспечивает хорошую стабильность RTD, что означает, что можно избежать высокой вариабельности RTD, что является преимуществом. Например, в выборке из 20 изделий, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению обычно будет иметь место стандартное отклонение от целевого RTD, составляющее от 2 процентов до 10 процентов, более предпочтительно от 2 процентов до 5 процентов.

Предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере приблизительно 0,3 миллиметра. Более предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере приблизительно 0,4 миллиметра. Еще более предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере приблизительно 0,5 миллиметра.

Предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента меньше или равна приблизительно 1,9 миллиметра. Более предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента меньше или равна приблизительно 1,5 миллиметра. Еще более предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента меньше или равна приблизительно 1,2 миллиметра. Особенно предпочтительно толщина стенки полого трубчатого сегмента меньше или равна приблизительно 0,9 миллиметра.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 0,3 миллиметра до приблизительно 1,9 миллиметра, предпочтительно от приблизительно 0,4 миллиметра до приблизительно 1,9 миллиметра, более предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,9 миллиметра. В некоторых вариантах осуществления толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 0,3 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра, предпочтительно от приблизительно 0,4 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра, более предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра. В других вариантах осуществления толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 0,3 миллиметра до приблизительно 1,2 миллиметра, предпочтительно от приблизительно 0,4 миллиметра до приблизительно 1,2 миллиметра, более предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,2 миллиметра. В дополнительных вариантах осуществления толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 0,3 миллиметра до приблизительно 0,9 миллиметра, предпочтительно от приблизительно 0,4 миллиметра до приблизительно 0,9 миллиметра, более предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 0,9 миллиметра. В особенно предпочтительном иллюстративном варианте осуществления толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет приблизительно 0,6 миллиметра.

В некоторых вариантах осуществления полый трубчатый сегмент, как правило, может иметь длину по меньшей мере приблизительно 4 миллиметра. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере приблизительно 5 миллиметров. Более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере приблизительно 7 миллиметров. Еще более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере приблизительно 10 миллиметров.

В некоторых вариантах осуществления длина полого трубчатого сегмента составляет приблизительно 35 миллиметров или меньше. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет приблизительно 25 миллиметров или меньше. Более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет приблизительно 20 миллиметров или меньше. Еще более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет приблизительно 15 миллиметров или меньше.

В предпочтительных вариантах осуществления длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 35 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 35 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 35 миллиметров. Еще более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 35 миллиметров.

В некоторых других вариантах осуществления длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров. Еще более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.

В других вариантах осуществления длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Еще более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров.

В дополнительных вариантах осуществления длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. Предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. Еще более предпочтительно длина полого трубчатого сегмента составляет от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров.

Предпочтительно в изделиях, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением полый трубчатый сегмент характеризуется средней радиальной твердостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 80 процентов, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 85 процентов, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90 процентов. Таким образом, полый трубчатый сегмент может обеспечивать желаемый уровень твердости изделия, генерирующего аэрозоль, который является сравнимым с обеспечиваемым традиционным полым трубчатым сегментом на основе ацетилцеллюлозы.

При желании радиальную твердость полого трубчатого сегмента изделий, генерирующих аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением можно дополнительно увеличить путем окружения полого трубчатого сегмента жесткой фицеллой, например, фицеллой, имеющей базовый вес, составляющий по меньшей мере приблизительно 80 грамм на квадратный метр (г/м2), или по меньшей мере приблизительно 100 г/м2, или по меньшей мере приблизительно 110 г/м2.

В данном документе термин «радиальная твердость» относится к сопротивлению сжатию в направлении, поперечном продольной оси полого трубчатого сегмента. Радиальную твердость изделия, генерирующего аэрозоль, вокруг полого трубчатого сегмента можно определить путем приложения нагрузки вдоль изделия в месте расположения полого трубчатого сегмента поперечно продольной оси изделия и измерения средних (усредненных) сжатых диаметров изделий. Радиальную твердость определяют следующим образом:

Радиальная твердость

где D_S - исходный диаметр (в несжатом состоянии), и D_d - диаметр сжатого изделия после приложения заданной нагрузки в течение заданного периода времени. Чем тверже материал, тем ближе твердость к 100%.

Чтобы определить твердость некоторой части (такой как полый трубчатый сегмент) аэрозольного изделия, изделия, генерирующие аэрозоль, следует выровнять параллельно в плоскости и одну и ту же часть каждого изделия, генерирующего аэрозоль, которая подлежит испытанию, следует подвергнуть действию установленной нагрузки в течение установленного периода времени. Это испытание проводят с использованием известного денсиметрического устройства DD60A (производимого и поставляемого на рынок компанией Heinr Borgwaldt GmbH, Германия), оснащенного измерительной головкой для изделий, генерирующих аэрозоль, таких как сигареты, и контейнером для изделия, генерирующего аэрозоль.

Нагрузку прикладывают при помощи двух цилиндрических валов для приложения нагрузки, которые проходят поперек диаметра всех изделий, генерирующих аэрозоль, одновременно. Согласно стандартному методу проведения испытания для этого измерительного прибора испытание следует проводить так, чтобы между изделиями, генерирующими аэрозоль, и цилиндрическими валами для приложения нагрузки возникало двадцать точек контакта. В некоторых случаях подлежащие испытанию полые трубчатые сегменты могут быть достаточно длинными, чтобы только десять изделий, генерирующих аэрозоль, требовалось для образования двадцати точек контакта, и при этом каждое курительное изделие контактировало с обоими валами для приложения нагрузки (потому что они достаточно длинные, чтобы проходить между валами). В других случаях, если полые трубчатые сегменты слишком коротки, чтобы добиться этого, для образования двадцати точек контакта следует использовать двадцать изделий, генерирующих аэрозоль, и при этом каждое изделие, генерирующее аэрозоль, контактирует только с одним из валов для приложения нагрузки, что дополнительно рассмотрено ниже.

Два дополнительных стационарных цилиндрических вала расположены под изделиями, генерирующими аэрозоль, чтобы поддерживать изделия, генерирующие аэрозоль, и противодействовать нагрузке, прилагаемой каждым из цилиндрических валов для приложения нагрузки.

При стандартном для такого приспособления режиме работы общую нагрузку в 2 кг прилагают в течение 20 секунд. По истечении 20 секунд (и когда к курительным изделиям продолжают прилагать нагрузку) определяют понижение цилиндрических валов для приложения нагрузки и затем используют это значение для вычисления твердости согласно приведенному выше уравнению. Температуру поддерживают в районе 22 градусов Цельсия ± 2 градуса. Описанное выше испытание называют испытанием DD60A. Стандартный способ измерения твердости фильтра осуществляют, когда изделие, генерирующее аэрозоль, не израсходовано. Дополнительную информацию относительно измерения средней радиальной твердости можно найти, например, в опубликованной публикации заявки на патент США № 2016/0128378.

Изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать один или более дополнительных компонентов, которые могут быть собраны со стержнем субстрата, генерирующего аэрозоль, и с полым трубчатым сегментом в одной обертке.

Примеры таких дополнительных элементов включают мундштучный фильтрующий сегмент, охлаждающий элемент, выполненный с возможностью обеспечения охлаждения аэрозоля перед достижением мундштука, и т. д.

В качестве примера мундштук может содержать фильтровальный сегмент, который содержит заглушку из фильтрующего материала. Мундштук может, в частности, содержать заглушку из волокнистого фильтрующего материала. Подходящие фильтрующие материалы известны в данной области техники и включают, без ограничения: волокнистые фильтрующие материалы, такие как, например, ацетилцеллюлозный жгут, вискозные волокна, волокна из полимолочной кислоты (PLA) и бумагу; адсорбенты, такие как, например, активированный глинозем, цеолиты, молекулярные сита и силикагель; и их комбинации.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления волокнистый фильтрующий материал, используемый для образования мундштука, может представлять собой такой же волокнистый фильтрующий материал, содержащий ПГА-содержащий полимер или сополимер, описанный выше для полых трубчатых сегментов согласно настоящему изобретению. Это может быть особенно полезным, поскольку желаемые эффекты, связанные с волокнистым фильтрующим материалом, содержащим ПГА-содержащий полимер или сополимер, в отношении биоразлагаемости и водопоглощающих свойств, также распространяются на мундштучную заглушку. Таким образом может быть обеспечено изделие, генерирующее аэрозоль, которое имеет особенно предпочтительные свойства.

Дополнительно, фильтровальный сегмент мундштука может содержать одно или более средств, модифицирующих аэрозоль. Подходящие средства, модифицирующие аэрозоль, известны в данной области техники и включают, но без ограничения, ароматизаторы, такие как, например, ментол.

В некоторых вариантах осуществления полый трубчатый сегмент можно использовать на расположенном дальше по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль, с осевым выравниванием с фильтровальным сегментом мундштука, предпочтительно непосредственно смежно с расположенным дальше по ходу потока концом фильтровального сегмента мундштука. В таких вариантах осуществления полый трубчатый сегмент образует углубление на мундштучном конце дальше по ходу потока от заглушки из фильтрующего материала. Таким образом, полый трубчатый сегмент образует полость на мундштучном конце, которая открыта во внешнюю среду на расположенном дальше по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль.

В таких вариантах осуществления фильтровальный сегмент мундштука, как правило, может иметь длину, составляющую приблизительно 30 миллиметров или меньше. Предпочтительно длина фильтровального сегмента меньше или равна приблизительно 27 миллиметрам. Более предпочтительно длина фильтровального сегмента меньше или равна приблизительно 25 миллиметрам. Еще более предпочтительно длина фильтровального сегмента меньше или равна приблизительно 20 миллиметрам.

В таких вариантах осуществления длина фильтровального сегмента предпочтительно составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров, еще более предпочтительно от приблизительно 15 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров, наиболее предпочтительно от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров. В альтернативных вариантах осуществления длина фильтровального сегмента может составлять от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 27 миллиметров и предпочтительно составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 27 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 27 миллиметров, еще более предпочтительно от приблизительно 15 миллиметров до приблизительно 27 миллиметров, наиболее предпочтительно от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 27 миллиметров. В других альтернативных вариантах осуществления длина фильтровального сегмента может составлять от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров и предпочтительно составляет от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров, еще более предпочтительно от приблизительно 15 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров, наиболее предпочтительно от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.

Фильтровальный сегмент имеет внешний диаметр, приблизительно равный внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Фильтровальный сегмент предпочтительно имеет внешний диаметр по меньшей мере 5 миллиметров. Фильтровальный сегмент может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительных вариантах осуществления фильтровальный сегмент имеет внешний диаметр 7,2 миллиметра +/- 10 процентов.

В некоторых вариантах осуществления мундштук содержит единственный фильтровальный сегмент, описанный выше. В других вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более дополнительных фильтровальных сегментов. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления каждый из фильтровальных сегментов мундштука содержит ПГА полимер или сополимер, описанные выше.

В альтернативном варианте осуществления фильтровальный сегмент, содержащий ПГА полимер или сополимер, можно объединять с одной или более выровненными по оси фильтровальными заглушками, образованными из волокнистого фильтрующего материала, не содержащего ПГА-содержащие волокна. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно фильтровальный сегмент, содержащий ПГА полимер или сополимер, можно объединять с трубчатым элементом, образованным из картонной трубки.

Фильтровальный сегмент мундштука изделий, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению может необязательно содержать ароматизатор. Ароматизаторы можно включать с применением ряда различных средств, которые будут известны специалисту в данной области. Например, ароматизатор может быть включен в форме капсулы, которая может быть предусмотрена в фильтровальном сегменте, содержащем ПГА полимер или сополимер.

Например, в одном предпочтительном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, содержит в линейной последовательной компоновке первую заглушку из фильтрующего материала, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, расположенный непосредственно дальше по ходу потока от первой заглушки из фильтрующего материала, полый трубчатый сегмент, описанный выше, с функцией опоры, расположенный непосредственно дальше по ходу потока от стержня, вторую заглушку из фильтрующего материала, расположенную дальше по ходу потока от полого трубчатого сегмента, и внешнюю обертку, окружающую первую заглушку, стержень, опорный элемент и вторую заглушку.

Далее изобретение будет дополнительно описано со ссылкой на фигуры, на которых:

на Фиг. 1 показан схематический вид в продольном сечении изделия, генерирующего аэрозоль, в соответствии с первым вариантом реализации изобретения, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим нагревательный элемент;

на Фиг. 2 показан схематический вид в продольном разрезе изделия, генерирующего аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, содержащего интегральный источник тепла;

на Фиг. 3 показан схематический вид в продольном сечении изделия, генерирующего аэрозоль, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения; и

на Фиг. 4 показан схематический вид в продольном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей электрическое устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, показанное на Фиг. 1.

Изделие 10, генерирующее аэрозоль, которое показано на Фиг. 1, содержит стержень субстрата 12, генерирующего аэрозоль, опорный элемент, выполненный как элемент 14 в форме полой трубки, охлаждающий элемент 16 и фильтровальный сегмент 18 на мундштучном конце. Эти четыре элемента размещены последовательно, выровнены соосно и окружены субстратной оберткой 20 с образованием изделия 10, генерирующего аэрозоль. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, имеет мундштучный конец 22 и дальний конец 24, расположенный на конце изделия, противоположном мундштучному концу 22. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, показанное на Фиг. 1, особенно пригодно для использования с электрическим устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим нагреватель для нагрева стержня субстрата, генерирующего аэрозоль.

При использовании воздух втягивается пользователем через изделие, генерирующее аэрозоль, от дальнего конца 24 к мундштучному концу 22. Дальний конец 24 изделия, генерирующего аэрозоль, может быть также описан как расположенный раньше по ходу потока конец изделия 10, генерирующего аэрозоль, а мундштучный конец 22 изделия 10, генерирующего аэрозоль, может быть также описан как расположенный дальше по ходу потока конец изделия 10, генерирующего аэрозоль. Элементы изделия 10, генерирующего аэрозоль, расположенные между мундштучным концом 22 и дальним концом 24, могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока относительно мундштучного конца 22 или, в альтернативном варианте осуществления, расположенные дальше по ходу потока относительно дальнего конца 24.

Субстрат 12, генерирующий аэрозоль, расположен на крайнем дальнем или расположенном раньше по ходу потока конце изделия 10, генерирующего аэрозоль. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, субстрат 12, генерирующий аэрозоль, содержит собранный лист гофрированного гомогенизированного табачного материала, окруженный оберткой. Гофрированный лист гомогенизированного табачного материала содержит глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля.

Опорный элемент 14 расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно субстрата 12, генерирующего аэрозоль, и примыкает к субстрату 12, генерирующему аэрозоль. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, опорный элемент представляет собой полую трубку, образованную из волокнистого фильтрующего материала. Опорный элемент 14 располагает субстрат 12, генерирующий аэрозоль, на крайнем дальнем конце 24 изделия 10, генерирующего аэрозоль, таким образом, что в него проникает нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль. На практике опорный элемент 14 предотвращает смещение субстрата 16, генерирующего аэрозоль, дальше по ходу потока внутри изделия 10, генерирующего аэрозоль, в направлении элемента 16, охлаждающего аэрозоль, при вставке нагревательного элемента устройства, генерирующего аэрозоль, в субстрат 12, генерирующий аэрозоль. Опорный элемент 14 также служит в качестве разделителя для отделения элемента 16, охлаждающего аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль, от субстрата 12, генерирующего аэрозоль.

Элемент 16, охлаждающий аэрозоль, расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно опорного элемента 14 и примыкает к опорному элементу 14. При использовании летучие вещества, высвобождаемые из субстрата 12, генерирующего аэрозоль, проходят вдоль элемента 16, охлаждающего аэрозоль, в направлении к мундштучному концу 22 изделия 10, генерирующего аэрозоль. Летучие вещества могут охлаждаться внутри элемента 16, охлаждающего аэрозоль, с образованием аэрозоля, вдыхаемого пользователем. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, элемент, охлаждающий аэрозоль, представляет собой трубчатый элемент 20. Гофрированный и собранный лист из полимолочной кислоты образует несколько продольных каналов, которые проходят вдоль длины элемента 40, охлаждающего аэрозоль.

Фильтровальный сегмент 18 расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно элемента 16, охлаждающего аэрозоль, и примыкает к элементу 16, охлаждающему аэрозоль.

В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, фильтровальный сегмент 18 содержит одну цилиндрическую заглушку из волокнистого фильтрующего материала, образованного из множества волокон ПГА, имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 3, и общее значение денье, составляющее приблизительно 27000. Волокна ПГА имеют круглую форму поперечного сечения и по существу продольно выровнены друг с другом по длине фильтровального сегмента. Площадь открытой поверхности волокон ПГА соответствует приблизительно 0,16 кв. метра на грамм. Волокна ПГА были образованы посредством процесса прядения из расплава и были гофрированы. Заглушка из волокнистого фильтрующего материала окружена фицеллой (не показана).

Кроме того, опорный элемент 14 представляет собой полый трубчатый сегмент, содержащий волокнистый фильтрующий материал, образованный из множества волокон ПГА, имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 3, и общее значение денье, составляющее приблизительно 27000. Волокна ПГА имеют круглую форму поперечного сечения и по существу продольно выровнены друг с другом по длине фильтровального сегмента. Площадь открытой поверхности волокон ПГА соответствует приблизительно 0,16 кв. метра на грамм. Волокна ПГА были образованы посредством процесса прядения из расплава и были гофрированы. Более конкретно, волокна содержат приблизительно 85 масс. % ПГА полимера или сополимера в комбинации с 15 масс. % смеси PBAT/PBS с соотношением PBAT к PBS, составляющим 1:1.

Изделие 100, генерирующее аэрозоль, показанное на Фиг. 2, содержит горючий источник 112 тепла, стержень субстрата 114, генерирующего аэрозоль, переносящий элемент 116, элемент 118, охлаждающий аэрозоль, разделительный элемент 120 и мундштучный фильтровальный сегмент 122. Эти элементы размещены последовательно, выровнены по оси и окружены оберткой субстрата с образованием изделия 100, генерирующего аэрозоль.

Горючий источник 112 тепла содержит по существу круглоцилиндрическое тело из углеродсодержащего материала, имеющее длину приблизительно 10 миллиметров. Горючий источник 112 тепла представляет собой сплошной источник тепла. Иными словами, горючий источник 112 тепла не содержит никаких каналов для воздуха, проходящих через него.

Стержень субстрата 114, генерирующего аэрозоль, расположен на ближнем конце горючего источника 112 тепла. Субстрат 114, генерирующий аэрозоль, содержит по существу круглоцилиндрическую заглушку из табачного материала 124, окруженную фицеллой 126 фильтра.

Негорючая, по существу воздухонепроницаемая первая перегородка 128 расположена между ближним концом горючего источника 112 тепла и дальним концом субстрата 114, генерирующего аэрозоль. Первая перегородка 128 содержит диск из алюминиевой фольги. Первая перегородка 128 также образует теплопроводный компонент между горючим источником 112 тепла и субстратом 114, генерирующим аэрозоль, для проведения тепла от ближней поверхности горючего источника 112 тепла к дальней поверхности субстрата 114, генерирующего аэрозоль.

Теплопроводный элемент 130 окружает ближнюю часть горючего источника 112 тепла и дальнюю часть субстрата 114, генерирующего аэрозоль. Теплопроводный элемент 130 содержит трубку из алюминиевой фольги. Теплопроводный элемент 130 непосредственно контактирует с ближней частью горючего источника 112 тепла и фицеллой 126 фильтра субстрата 114, генерирующего аэрозоль.

Мундштучный фильтр 122 содержит одну цилиндрическую заглушку 126 из волокнистого фильтрующего материала, образованного из множества волокон ПГА, имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 3, и общее значение денье, составляющее приблизительно 27000. Волокна ПГА имеют круглую форму поперечного сечения и по существу продольно выровнены друг с другом по длине фильтровального сегмента. Площадь открытой поверхности волокон ПГА соответствует приблизительно 0,16 кв. метра на грамм. Волокна ПГА были образованы посредством процесса прядения из расплава и были гофрированы. Заглушка из волокнистого фильтрующего материала окружена фицеллой (не показана).

Разделительный элемент 120 выполнен в виде полого трубчатого сегмента в соответствии с настоящим изобретением и содержит волокнистый фильтрующий материал, образованный из множества волокон ПГА, имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 3, и общее значение денье, составляющее приблизительно 27000. Волокна ПГА имеют круглую форму поперечного сечения и по существу продольно выровнены друг с другом по длине фильтровального сегмента. Площадь открытой поверхности волокон ПГА соответствует приблизительно 0,16 кв. метра на грамм. Волокна ПГА были образованы посредством процесса прядения из расплава и были гофрированы. Более подробно, полый трубчатый сегмент имеет внутренний диаметр приблизительно 3,30 миллиметра и внешний диаметр приблизительно 7,10 миллиметра, что соответствует толщине стенки приблизительно 1,90 миллиметра.

Изделие 310, генерирующее аэрозоль, показанное на Фиг. 3, представляет собой горючее курительное изделие, содержащее субстрат 312, генерирующий аэрозоль, и фильтр 314, расположенные с выравниванием по оси относительно друг друга. Субстрат 312, генерирующий аэрозоль, содержит табачный стержень, окруженный наружной оберткой (не показана). Ободковая обертка 316 окружает как фильтр 314, так и концевую часть субстрата 312, генерирующего аэрозоль, и присоединяет фильтр 314 к субстрату 312, генерирующему аэрозоль.

Фильтр 314 содержит цилиндрическую заглушку 318 из волокнистого фильтрующего материала, образованного из волокон ПГА, имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 3, и общее значение денье, составляющее приблизительно 27000. Волокна ПГА имеют круглую форму поперечного сечения и по существу продольно выровнены друг с другом по длине фильтровального сегмента. Площадь открытой поверхности волокон ПГА соответствует приблизительно 0,16 кв. метра на грамм. Волокна ПГА были образованы посредством процесса прядения из расплава и были гофрированы. Заглушка из волокнистого фильтрующего материала окружена фицеллой (не показана).

Кроме того, фильтр 314 содержит полый трубчатый сегмент 320, расположенный с осевым выравниванием с заглушкой 318 и непосредственно дальше по ходу потока относительно заглушки 318. Полый трубчатый сегмент 320 содержит волокнистый фильтрующий материал, образованный из волокон ПГА, имеющих значение денье на нить, составляющее приблизительно 3, и общее значение денье, составляющее приблизительно 27000. Волокна ПГА имеют круглую форму поперечного сечения и по существу продольно выровнены друг с другом по длине фильтровального сегмента. Площадь открытой поверхности волокон ПГА соответствует приблизительно 0,16 кв. метра на грамм. Волокна ПГА были образованы посредством процесса прядения из расплава и были гофрированы.

На Фиг. 4 показана часть электрической системы 200, генерирующей аэрозоль, в которой используется нагревательная пластина 210 для нагрева стержня субстрата 12, генерирующего аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль, показанного на Фиг. 1. Нагревательная пластина 210 закреплена в камере изделия, генерирующего аэрозоль, внутри кожуха электрического устройства 212, генерирующего аэрозоль. Устройство 212, генерирующее аэрозоль, образует множество отверстий 214 для воздуха, обеспечивающих возможность втекания воздуха в изделие 10, генерирующее аэрозоль, как показано стрелками на Фиг. 4. Устройство 212, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания и электронные компоненты, которые не показаны на Фиг. 4.

Сравнительный пример

[включить обсуждение тестов 1 и 2 из IDR (первичных проектных исследований)?]

Фильтровальный сегмент на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением получают из волокон ПГА с параметрами, показанными в таблице 1 ниже. Волокна ПГА получают с использованием процесса прядения из расплава, затем волокна гофрируют и формуют в фильтровальный сегмент с применением стандартного устройства для изготовления фильтров. Для целей сравнения получают традиционный фильтровальный сегмент из ацетилцеллюлозного жгута (ЦА) с близкими значениями денье на нить (dpf) и общим значением денье.

Таблица 1. Параметры фильтровального сегмента на основе ПГА и фильтровального сегмента на основе ацетилцеллюлозы

Параметр Фильтровальный сегмент на основе ПГА Фильтровальный сегмент на основе АЦ Значение денье на нить 3,2 3 Общее значение денье 27000 27000 Вес в фильтровальном сегменте (мг) 406,76 409,76 Площадь открытой поверхности (м²/г) 0,161 0,329

В первом испытании сравнивают водопоглощение при контакте с водой фильтровального сегмента на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением и фильтровального сегмента на основе АЦ. Для каждого фильтровального сегмента удаляют фицеллу и прикрепляют фильтровальный сегмент к зонду тензиометра силы (тензиометра силы KRUSS, модель K100). Фильтровальный сегмент перемещается зондом вниз в направлении емкости с водой и автоматически останавливается, когда фильтровальный сегмент контактирует с водой. Фильтровальный сегмент удерживается в контакте с водой в течение 300 секунд таким образом, что фильтрующий материал может поглощать воду, а затем фильтровальный сегмент взвешивают для определения количества воды, поглощенного в течение периода испытания. Для каждого фильтровального сегмента на основе ПГА и фильтровального сегмента на основе АЦ данное испытание повторяют три раза и рассчитывают среднее значение водопоглощения, как показано ниже в таблице 2:

Таблица 2. Водопоглощение фильтровальных сегментов на основе ПГА и АЦ после контакта с водой

Фильтровальный сегмент на основе ПГА Фильтровальный сегмент на основе АЦ Водопоглощение за 300 секунд (г) 0,51 1,37

Таким образом, количество воды, поглощаемое фильтровальным сегментом на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением во время испытания, составляло менее 40 процентов от количества воды, поглощаемого фильтровальным сегментом на основе АЦ. Таким образом, в данном испытании продемонстрировано значительно сниженное сродство к воде фильтровального сегмента на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с традиционным фильтровальным сегментом на основе АЦ.

Во втором испытании сравнивают водопоглощение при контакте с влагой фильтровального сегмента на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением и фильтровального сегмента на основе АЦ. Для каждого фильтровального сегмента фицеллу удаляют, и волокна, образующие фильтровальный сегмент, помещают в чашку Петри и приводят в контакт с воздухом при 22 градусах Цельсия и 50% относительной влажности в течение 70 часов. Его переносят в анализатор сорбции паров (ProUmid SPSx-1µ). Для каждого фильтровального сегмента измеряют вес волокон в начале испытания и измеряют изменение веса с течением времени из-за поглощения водяного пара волокнами.Для каждого фильтровального сегмента на основе ПГА и фильтровального сегмента на основе АЦ рассчитывают процентную разницу в весе образца (%рв), которая выражает увеличение веса образца в процентах от исходного веса. Значения %рв для каждого из образцов в конце 70-часового испытания показаны ниже в таблице 3:

Таблица 3. Водопоглощение фильтровальных сегментов на основе ПГА и АЦ после контакта с влагой

Фильтровальный сегмент на основе ПГА Фильтровальный сегмент на основе АЦ % разница в весе через 70 часов (%рв) 0,0133 0,6784

Результаты демонстрируют, что количество водяного пара, поглощенного ацетилцеллюлозными волокнами в течение 70-часового испытания, было более чем в 50 раз больше, чем количество водяного пара, поглощенного волокнами ПГА. Волокна ПГА поглощали очень мало водяного пара во время испытания. Это дополнительно демонстрирует значительно сниженное сродство к воде фильтровального сегмента на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с традиционным фильтровальным сегментом на основе АЦ.

В третьем испытании сравнивают водопоглощение из основного дыма фильтровальным сегментом на основе ПГА в соответствии с настоящим изобретением и традиционным фильтровальным сегментом на основе АЦ. Для каждого из фильтровальных сегментов получают традиционное курительное изделие, как описано выше со ссылкой на Фиг. 3, с горючим табачным стержнем и одним сегментом фильтрующего материала, образующего фильтр. Затем каждое из курительных изделий выкуривают в машине для курения сигарет согласно условиям ISO, изложенными в ISO 3308:2000 (объем затяжки 35 мл; продолжительность затяжки 2 секунды каждые 60 секунд), и проводят анализ полученного в результате дыма.

Для каждого из фильтровальных сегментов измеряют количество воды в основном дыме, собранном в ходе испытания с выкуриванием, как показано в таблице 4:

Таблица 4. Вода в основном дыме, генерируемом во время испытания с выкуриванием согласно условиям ISO

Фильтровальный сегмент на основе ПГА Фильтровальный сегмент на основе АЦ Вода (мг на курительное изделие) 0,82 0,68

Это демонстрирует, что при выкуривании в эквивалентных условиях курительное изделие, включающее фильтровальный сегмент на основе ПГА, образует основной дым, имеющий содержание воды, которое приблизительно на 20 процентов больше, чем содержание воды в основном дыме из курительного изделия, содержащего фильтровальный сегмент на основе АЦ. Это демонстрирует, что фильтровальный сегмент на основе ПГА поглощает меньше воды из основного дыма, чем фильтровальный сегмент на основе АЦ, тем самым снижая потенциальную проблему сухого дыма, описанную выше.

Группа изобретений относится к изделию, генерирующему аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, для получения вдыхаемого аэрозоля при нагреве содержит в линейной последовательной компоновке: первую заглушку из фильтрующего материала; стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, причем стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, расположен непосредственно дальше по ходу потока от первой заглушки из фильтрующего материала и содержит по меньшей мере 12 масс.% вещества для образования аэрозоля. Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину, составляющую от 5 до 50 мм. Изделие содержит полый трубчатый сегмент, имеющий функцию опоры и содержащий волокнистый фильтрующий материал, причем полый трубчатый сегмент расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно стержня и выровнен в продольном направлении со стержнем, вторую заглушку из фильтрующего материала, расположенную дальше по ходу потока от полого трубчатого сегмента, и наружную обертку, окружающую первую заглушку, стержень, опорный элемент и вторую заглушку. Волокнистый фильтрующий материал содержит волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер, при этом полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере 25 масс.% ПГА полимера или сополимера. Полый трубчатый сегмент, содержащий волокна ПГА, обеспечивает хорошую стабильность RTD, что означает, что можно избежать высокой вариабельности RTD - стандартное отклонение от целевого RTD составляет от 2 до 5%. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Изделие, генерирующее аэрозоль, для получения вдыхаемого аэрозоля при нагреве, при этом изделие, генерирующее аэрозоль, содержит в линейной последовательной компоновке: первую заглушку из фильтрующего материала; стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, причем стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, расположен непосредственно дальше по ходу потока от первой заглушки из фильтрующего материала и содержит по меньшей мере 12 масс.% вещества для образования аэрозоля, и при этом стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину, составляющую от 5 до 50 мм; полый трубчатый сегмент, имеющий функцию опоры и содержащий волокнистый фильтрующий материал, причем полый трубчатый сегмент расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно стержня и выровнен в продольном направлении со стержнем; вторую заглушку из фильтрующего материала, расположенную дальше по ходу потока от полого трубчатого сегмента; и наружную обертку, окружающую первую заглушку, стержень, опорный элемент и вторую заглушку; при этом волокнистый фильтрующий материал содержит волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер, при этом полый трубчатый сегмент содержит по меньшей мере 25 масс.% ПГА полимера или сополимера.

2. Изделие по п. 1, в котором волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере 85 масс.% волокон, содержащих полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер.

3. Изделие по п. 1 или 2, в котором волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере 90 масс.% волокон, содержащих полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер.

4. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере 5% волокон, содержащих ацетилцеллюлозу.

5. Изделие по п. 4, в котором волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере 10% волокон, содержащих ацетилцеллюлозу.

6. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер, дополнительно содержат по меньшей мере один биоразлагаемый полимер, выбранный из группы, состоящей из крахмала, полибутиленсукцината (PBS), полибутиленадипата терефталата (PBAT), термопластичного крахмала и смесей термопластичного крахмала (TPS), поликапролактона (PCL), полигликолида (PGA), поливинилового спирта (PVOH/PVA), вискозы, регенерированной целлюлозы, полисахаридов, ацетилцеллюлозы со степенью замещения (DS) менее 2,1, полиамидов, биополимеров на основе белка, биополимеров на основе хитозана-хитина и их комбинаций.

7. Изделие по п. 6, в котором по меньшей мере один биоразлагаемый полимер представляет собой один или более из PBAT, PCL и PBS.

8. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором волокнистый фильтрующий материал содержит по меньшей мере 3 масс.% пластификатора, выбранного из триацетина, триэтиленгликольдиацетата (TEGDA), этиленвинилацетата, поливинилового спирта, крахмала или их комбинаций.

9. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер, характеризуются значением от 3,2 денье на нить до 5 денье на нить.

10. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором волокна, содержащие полигидроксиалканоатный (ПГА) полимер или сополимер, гофрированы.

11. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором RTD фильтровального сегмента составляет меньше 10 мм H₂O.

12. Изделие по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере 0,3 мм, или тем, что толщина стенки полого трубчатого сегмента составляет 1,5 мм или меньше, или и тем и другим.

13. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором длина полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере 4 мм.

14. Изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором радиальная твердость в сухом состоянии полого трубчатого сегмента составляет по меньшей мере 90%.

15. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-14, для применения с устройством, генерирующим аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью нагрева, а не сжигания субстрата, генерирующего аэрозоль.