Узел сусцептора и изделие для генерирования аэрозоля, содержащее его
Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к изделию, генерирующему аэрозоль. Изделие для генерирования аэрозоля содержит образующие стержень элементы, причем один из элементов является элементом образующего аэрозоль субстрата и содержит узел сусцептора для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Изделие также содержит тело из образующего аэрозоль субстрата. Узел сусцептора расположен внутри тела из образующего аэрозоль субстрата и содержит первый материал сусцептора, имеющий продолговатую форму и покрытый покрывающим материалом, и второй материал сусцептора в виде частиц сусцептора и имеющий вторую температуру Кюри ниже 500 градусов Цельсия. Частицы сусцептора внедрены в покрывающий материал. Также раскрыта система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль. Технический результат заключается в повышении эффективности нагревания и управления температурой нагревания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к узлу сусцептора (токоприемника) для нагревания образующего аэрозоль субстрата и к изделию для генерирования аэрозоля, содержащему такой узел сусцептора (токоприемника).
Известны системы, в которых два различных материала сусцептора (токоприемника), обычно имеющие разные температуры Кюри, используются для нагревания и управления нагреванием образующего аэрозоль субстрата изделия для генерирования аэрозоля, расположенного в электронном курительном устройстве. Например, в публикации международной заявки на патент WO2015/177294 два материала сусцептора (токоприемника) в форме полоски находятся в плотном физическом контакте, образуя узел сусцептора (токоприемника). Один выбранный материал сусцептора (токоприемника) имеет температуру Кюри, которая соответствует предопределенной максимальной температуре нагревания другого материала сусцептора (токоприемника). Следовательно, один материал сусцептора (токоприемника) оптимизирован относительно управления температурой, при этом другой материал сусцептора (токоприемника) оптимизирован относительно нагревания. Однако изготовление таких узлов сусцептора (токоприемника) является недостаточно экономичным.
Следовательно, было бы желательно предоставить узел сусцептора (токоприемника), обеспечивающий нагревание, а также управление температурой, и который можно было бы изготовить с помощью экономичного и предпочтительно простого способа изготовления.
Согласно настоящему изобретению, предоставляется узел сусцептора (токоприемника) для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Узел сусцептора (токоприемника) содержит первый материал сусцептора (токоприемника), имеющий продолговатую форму и покрытый покрывающим материалом. Узел сусцептора (токоприемника) дополнительно содержит второй материал сусцептора (токоприемника), который обеспечен в виде множества частиц сусцептора (токоприемника), имеющих вторую температуру Кюри ниже 500 градусов Цельсия. Частицы сусцептора (токоприемника) внедрены в покрывающий материал, который покрывает первый материал сусцептора (токоприемника). Покрывающий материал может полностью или только частично покрывать первый материал сусцептора (токоприемника).
Посредством предоставления первого и второго материалов сусцептора (токоприемника), предпочтительно имеющих первую и вторую температуры Кюри, отличные друг от друга, нагревание субстрата, образующего аэрозоль, и управление температурой нагревания могут быть разделены. Тогда как первый материал сусцептора (токоприемника) может быть оптимизирован относительно потери тепла и, таким образом, эффективности нагревания, второй материал сусцептора (токоприемника) может быть оптимизирован относительно управления температурой и не требует определенных характеристик нагревания.
Следовательно, множество частиц, которые в основном предусмотрены в целях управления температурой, могут присутствовать в небольших количествах. Свойства частиц дополнительно обеспечивают распределение второго материала сусцептора (токоприемника) по относительно большой площади или по всему объему покрывающего материала. Следовательно, управление температурой может быть достигнуто с малым количеством второго материала сусцептора (токоприемника). Типовое количество частиц сусцептора (токоприемника) может быть в диапазоне от 1 миллиграмма до 5 миллиграмм, например, от 3 миллиграмм до 5 миллиграмм.
Преимущественно выбранный второй материал сусцептора (токоприемника) имеет вторую температуру Кюри, которая соответствует предопределенной максимальной температуре нагревания первого материала сусцептора (токоприемника). Максимальная температура нагревания может быть определена таким образом, чтобы не допускать локального возгорания окружающего материала.
Когда материал сусцептора (токоприемника) достигает своей температуры Кюри, магнитные свойства изменяются. При температуре Кюри материал сусцептора (токоприемника) переходит из ферромагнитной фазы в парамагнитную фазу. В этой точке нагревание, основанное на потерях энергии вследствие ориентации ферромагнитных доменов, останавливается. Дальнейшее нагревание затем главным образом основывается на образовании вихревого тока, так что процесс нагревания автоматически сокращается при достижении температуры Кюри материала сусцептора (токоприемника). Сокращение риска перегрева образующего аэрозоль субстрата может, таким образом, быть поддержано применением материалов сусцептора (токоприемника), имеющих температуру Кюри, которая обеспечивает процесс нагревания вследствие потерь на гистерезис только до определенной максимальной температуры. Предпочтительно, материал сусцептора (токоприемника) и его температура Кюри приспособлены к композиции нагреваемого субстрата, образующего аэрозоль, чтобы достичь оптимальной температуры и распределения температуры в табачном продукте для оптимального образования аэрозоля.
Вторая температура Кюри второго материала сусцептора (токоприемника) составляет ниже 500 градусов Цельсия. Предпочтительно, вторая температура Кюри второго материала сусцептора (токоприемника) выбрана таким образом, чтобы при индукционном нагреве общая средняя температура образующего аэрозоль субстрата элемента субстрата, образующего аэрозоль, в соответствующем изделии не превышала 240°C. Общая средняя температура образующего аэрозоль субстрата в данном случае определяется как среднее арифметическое ряда измерений температуры в центральных областях и в периферийных областях образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно, вторая температура Кюри второго материала сусцептора (токоприемника) не превышает 370°C. Таким образом, можно предотвратить локальный перегрев субстрата, образующего аэрозоль, типовых нагреваемых табачных палочек, используемых в электронных устройствах.
Вторая температура Кюри может составлять от приблизительно 200 градусов Цельсия до приблизительно 450 градусов Цельсия, предпочтительно от приблизительно 240 градусов Цельсия до приблизительно 400 градусов Цельсия, например, приблизительно 280 градусов Цельсия.
Как правило, всякий раз при упоминании значения по всей данной заявке следует понимать, что данное значение раскрыто однозначным образом. В то же время, следует также понимать, что по техническим соображениям значение не обязательно представляет собой точное значение.
По достижении вторым материалом сусцептора (токоприемника) своей второй температуры Кюри его магнитные свойства изменяются. При второй температуре Кюри происходит обратимое изменение второго материала токоприемника из ферромагнитной фазы в парамагнитную фазу. Во время индукционного нагревания данное изменение фазы второго материала сусцептора (токоприемника) может быть обнаружено в реальном времени, и индукционное нагревание может быть автоматически прекращено.
Например, блок управления, связанный с блоком питания устройства, может быть выполнен с возможностью обнаружения достижения вторым материалом сусцептора (токоприемника) своей температуры Кюри (предпочтительно соответствующей максимальной температуре нагревания первого материала сусцептора (токоприемника)) посредством отслеживания значений тока, потребляемого индуктором.
Следовательно, может быть предотвращен перегрев образующего аэрозоль субстрата, в котором размещен узел сусцептора (токоприемника), даже несмотря на то, что первый материал сусцептора (токоприемника), который отвечает за нагревание образующего аэрозоль субстрата, может вообще не иметь температуры Кюри, или может иметь первую температуру Кюри, которая превышает предопределенную максимальную температуру нагревания. После прекращения индукционного нагревания второй материал сусцептора (токоприемника) охлаждается до тех пор, пока он не достигнет температуры ниже своей второй температуры Кюри, при которой он снова восстанавливает свои ферромагнитные свойства. Данное изменение фазы может быть снова обнаружено в реальном времени, и индукционное нагревание может быть снова активировано. Управление температурой осуществляется бесконтактными средствами. Схема и электроника предпочтительно уже включены в устройство индукционного нагревания, поэтому отсутствует необходимость в каких-либо дополнительных схеме и электронике.
Первый материал сусцептора (токоприемника), который предпочтительно оптимизирован для нагревания, предпочтительно имеет первую температуру Кюри, которая выше второй температуры Кюри и предпочтительно выше предопределенной максимальной температуры нагревания первого материала сусцептора (токоприемника).
Продолговатый первый сусцептор (токоприемник) имеет размер по длине больше, чем его размер по ширине или его размер по толщине, например в два раза больше, чем его размер по ширине или его размер по толщине. Таким образом, первый сусцептор (токоприемник) может быть описан как продолговатый сусцептор (токоприемник). Продолговатый сусцептор (токоприемник) в основном определяет форму узла сусцептора (токоприемника), поэтому узел также имеет продолговатую форму. Соответственно, узел сусцептора (токоприемника) расположен по существу продольно внутри стержнеобразного элемента изделия для генерирования аэрозоля. Это означает, что размер по длине продолговатого сусцептора (токоприемника) или узла сусцептора (токоприемника), соответственно, расположен приблизительно параллельно продольному направлению стержнеобразного изделия, например, он параллелен продольному направлению изделия в пределах плюс-минус 10 градусов. В предпочтительных вариантах осуществления продолговатый сусцептора (токоприемник) расположен в центральном положении в радиальном направлении, внутри стержня и проходит вдоль продольной оси стержня.
Предпочтительно, продолговатый первый сусцептор (токоприемник) выполнен в виде штыря, стержня, полоски или пластинки. Предпочтительно, продолговатый сусцептор (токоприемник) имеет длину от 5 миллиметров до 15 миллиметров, например, от 6 мм до 12 мм, или от 8 мм до 10 мм. Поперечная протяженность первого материала сусцептора (токоприемника) может составлять, например, от 0,5 мм до 8 мм, предпочтительно от 1 мм до 6 мм, например, 4 миллиметра. Продолговатый сусцептор (токоприемник) предпочтительно имеет ширину от 1 мм до 5 мм, и может иметь толщину от 0,01 мм до 2 мм, например, от 0,5 мм до 2 мм. В предпочтительном варианте осуществления продолговатый сусцептор (токоприемник) может иметь толщину от 10 микрометров до 500 микрометров, или, еще более предпочтительно, от 10 до 100 микрометров. Если продолговатый сусцептор (токоприемник) имеет постоянное поперечное сечение, например, круглое поперечное сечение, то его предпочтительная ширина или диаметр составляют от 1 миллиметра до 5 миллиметров. Если продолговатый сусцептор (токоприемник) имеет форму полоски или пластинки, выполненной, например, из листового материала сусцептора (токоприемника), то эта полоска или пластинка предпочтительно имеет прямоугольную форму с шириной предпочтительно от 2 миллиметров до 8 миллиметров, более предпочтительно от 3 миллиметров до 5 миллиметров, например 4 миллиметра, и толщиной предпочтительно от 0,03 миллиметра до 0,15 миллиметра, более предпочтительно от 0,05 миллиметра до 0,09 миллиметра, например, 0,07 миллиметра.
Предпочтительно, продолговатый первый сусцептор (токоприемник) имеет такую же длину или короче, по сравнению с длиной элемента образующего аэрозоль субстрата, в котором расположен узел сусцептора (токоприемника). Предпочтительно, продолговатый сусцептор (токоприемник) имеет такую же длину, что и элемент образующего аэрозоль субстрата.
В тех вариантах осуществления, в которых первый материал сусцептора (токоприемника) имеет плоскую или по существу плоскую форму, образующую две противоположные большие стороны, например, в случае, если продолговатый сусцептор (токоприемник) представляет собой полоску или пластинку, покрывающий материал обеспечен по меньшей мере на одной стороне из двух противоположных больших сторон первого материала сусцептора (токоприемника). Покрывающий материал может быть обеспечен только на одной или на обеих из двух противоположных больших сторон первого материала сусцептора (токоприемника). Покрывающий материал может быть обеспечен только частично на одной или на обеих больших сторонах.
Первый материал сусцептора (токоприемника) может быть полностью покрыт покрывающим материалом.
Предпочтительно, первый материал сусцептора (токоприемника) содержит одно покрытие из покрывающего материала.
Предпочтительно, несколько частиц второго материала сусцептора (токоприемника) равномерно распределены в покрывающем материале. Таким образом, можно достичь относительно равномерного управления температурой в покрывающем материале на всей протяженности покрывающего материала, где он покрывает первый материал сусцептора (токоприемника).
Частицы сусцептора (токоприемника) могут иметь размеры в диапазоне от приблизительно 5 микрометров до приблизительно 100 микрометров, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 80 микрометров, например, они имеют размеры от 20 микрометров до 50 микрометров.
Под размером частиц в данном документе понимают эквивалентный сферический диаметр. Поскольку частицы могут иметь неправильную форму, эквивалентный сферический диаметр определяет диаметр сферы эквивалентного объема как частицу неправильной формы.
Частицы сусцептора (токоприемника) могут содержать или могут быть изготовлены из спеченного материала. Спеченный материал обеспечивает широкий ряд электрических, магнитных и тепловых свойств. Спеченный материал может быть керамическим, металлическим или пластиковым по своему происхождению. Предпочтительно, для частиц сусцептора (токоприемника) используют металлические сплавы. Предпочтительно, спеченный материал для частиц, используемых для узла сусцептора (токоприемника), согласно настоящему изобретению, имеет высокую теплопроводность и высокую магнитную проницаемость.
Частицы сусцептора (токоприемника), а также первый материал сусцептора (токоприемника) могут содержать наружную поверхность, которая является химически инертной. Химически инертная поверхность предотвращает участие частиц в химической реакции или возможное участие в качестве катализатора для запуска нежелательной химической реакции с покрывающим материалом, когда в него внедрены частицы, в частности, с покрытием из образующего аэрозоль субстрата. Химически инертная наружная поверхность может быть химически инертной поверхностью самого материала сусцептора (токоприемника). Химически инертная наружная поверхность также может представлять собой химически инертный слой покрытия, который инкапсулирует частицы сусцептора (токоприемника) в химически инертном покрытии. Материал покрытия может выдерживать температуры такой величины, до которой нагревают частицы. Этап инкапсуляции может быть интегрирован в процесс спекания при производстве частиц. Если покрывающий материал, как таковой, не является покрытием из образующего аэрозоль субстрата, покрывающий материал может быть химически инертным по отношению к покрывающему материалу и образующему аэрозоль субстрату, нагреваемому узлом сусцептора (токоприемника). Под «химически инертным» в данном документе подразумевают химические вещества, производимые путем нагревания образующего аэрозоль субстрата, в частности, табачного продукта.
Частицы второго материала сусцептора (токоприемника) могут быть выполнены из феррита. Феррит представляет собой ферромагнетик с высокой магнитной проницаемостью и является особо подходящим в качестве материала сусцептора (токоприемника). Основным компонентом феррита является железо. Другие металлические компоненты, например, цинк, никель, марганец, или неметаллические компоненты, например, кремний, могут присутствовать в различных количествах. Феррит является относительно недорогим, доступным на рынке материалом. Феррит доступен в виде частицы, в диапазоне размеров частиц, указанном в настоящем документе. Предпочтительно, частицы представляют собой полностью спеченный ферритовый порошок, такой как, например, FP350, поставляемый Powder Processing Technology LLC, США.
Покрытие первого материала сусцептора (токоприемника) покрывающим материалом обеспечивает очень плотный и непосредственный физический контакт между покрывающим материалом и первым материалом сусцептора (токоприемника). Таким образом, оптимизирована теплопередача от первого материала сусцептора (токоприемника) к покрывающему материалу. Плотный контакт приводит к быстрому нагреванию покрывающего материала. Следовательно, если покрывающий материал представляет собой табак или покрывающий материал или образующий аэрозоль субстрат, содержащие табачный материал, может быть достигнуто быстрое нагревание образующего аэрозоль субстрата в покрытии и, за счет этого, быстрое образование аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата покрывающего материала. Следствием этого является короткое время до первой затяжки на устройстве для генерирования аэрозоля, с которым используется узел сусцептора (токоприемника) согласно настоящему изобретению.
Покрывающий материал может быть в основном выбран из любого материала, подходящего для применения в устройствах для генерирования аэрозоля. Покрывающими материалами могут быть любые материалы, которые могут выдерживать температуры нагревания в таких устройствах, которые могут при таких температурах удерживать частицы сусцептора (токоприемника) в тепловой близости с первым материалом сусцептора (токоприемника), и которые подходят для покрытия материала сусцептора (токоприемника). Покрывающий материал может, например, содержать или состоять из смолы, клея или геля, в которые внедрены множество первых частиц сусцептора (токоприемника).
Покрывающий материал может представлять собой субстрат, выполненный с возможностью образования аэрозоля или без возможности образования аэрозоля, но удерживающий частицы сусцептора (токоприемника). Такой субстрат может, например, представлять собой смолу, образующую аэрозоль, смолу, не образующую аэрозоль, клей, образующий аэрозоль, клей, не образующий аэрозоль, или гель, образующий аэрозоль, или гель, не образующий аэрозоль.
Покрытие, не образующее аэрозоль, определено как не образующее аэрозоль в температурном диапазоне, используемом в устройстве для генерирования аэрозоля, например, ниже 500 градусов Цельсия.
Предпочтительно, покрывающий материал представляет собой образующий аэрозоль субстрат, выполненный с возможностью образования аэрозоля, предпочтительно в том же температурном диапазоне, что и образующий аэрозоль субстрат, нагреваемый покрытым первым материалом сусцептора (токоприемника).
Предпочтительно, покрывающий материал, не являющийся образующим аэрозоль субстратом является теплопроводным, таким образом, тепло, генерируемое в первом сусцептора (токоприемнике), проводится через покрывающий материал в окружающий образующий аэрозоль субстрат.
Теплопроводность представляет собой способность материала проводить тепло. Передача тепла происходит с более низкой скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью. Теплопроводность материала может зависеть от температуры.
Теплопроводные материалы, используемые в настоящем изобретении для покрывающего материала, могут характеризоваться показателями теплопроводности более чем 10 Ватт на (метр на Кельвин), предпочтительно более чем 100 Ватт на (метр на Кельвин), например, от 10 до 500 Ватт на (метр на Кельвин).
Покрывающий материал может содержать дополнительные компоненты, например, ароматизирующие вещества, например, табачный ароматизатор, стимулирующие вещества, например, никотин, или может содержать антиоксиданты.
Предпочтительно, покрывающий материал содержит табак или табачный материал для дополнения сеанса курения, когда покрывающий материал нагревается.
Предпочтительно, толщина покрытия из субстрата, образующего аэрозоль, может составлять от 80 микрометров до 1 миллиметра, предпочтительно от 100 микрометров до 600 микрометров, например, от 100 микрометров до 400 микрометров.
Предпочтительно, толщина покрывающего материала, не участвующего в образовании аэрозоля, например, покрытий из смолы, является меньшей. Такие покрытия могут быть от 50 микрометров до 120 микрометров, предпочтительно от 60 до 100 микрометров, толщина может составлять, например, менее 100 микрометров, например, от 50 до 90 микрометров.
Покрытие первого сусцептора (токоприемника) может быть выполнено, например, с помощью осаждения, нанесения погружением, напыления, окрашивания или литья покрывающего материала на непокрытый материал сусцептора (токоприемника).
Эти способы нанесения покрытия являются стандартными надежными промышленными процессами, которые обеспечивают массовое производство объектов с покрытием. Эти способы нанесения покрытия также обеспечивают высокое постоянство продукта при производстве и повторяемость эксплуатационных характеристик узла сусцептора (токоприемника).
Предпочтительно, покрытие из образующего аэрозоль субстрата на продолговатом первом материале сусцептора (токоприемника) выполняют с помощью одного из вышеуказанных способов, путем нанесения суспензии образующего аэрозоль субстрата на непокрытый продолговатый первый материал сусцептора (токоприемника).
Предпочтительно, покрывающий материал представляет собой форму восстановленного табака, образованного из табакосодержащей суспензии.
Согласно настоящему изобретению, также обеспечено изделие для генерирования аэрозоля, содержащее несколько элементов, образующих стержень. Согласно настоящему изобретению и представленному здесь описанию, несколько элементов содержат элемент образующего аэрозоль субстрата, содержащий узел сусцептора (токоприемника). Элемент образующего аэрозоль субстрата также содержит тело из образующего аэрозоль субстрата, при этом узел сусцептора (токоприемника) размещен внутри тела из образующего аэрозоль субстрата.
Узел сусцептора (токоприемника) может быть расположен в продольном направлении внутри элемента образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно, узел сусцептора (токоприемника) расположен по центру в радиальном направлении внутри элемента образующего аэрозоль субстрата.
Тело из образующего аэрозоль субстрата, может содержать собранный лист образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно, тело из образующего аэрозоль субстрата содержит собранный лист гомогенизированного табачного материала.
Образующий аэрозоль субстрат в виде тела или покрытия представляет собой твердый образующий аэрозоль субстрат. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагревании. В качестве альтернативы, образующий аэрозоль субстрат может содержать нетабачный материал. Образующий аэрозоль Субстрат может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Тело из образующего аэрозоль субстрата может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, кусочки, тонкие трубки, полоски или листы, содержащих одно или более из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и расширенный табак. Тело из образующего аэрозоль субстрата может иметь рассыпную форму или может быть обеспечено в подходящей емкости или картридже. Например, образующий аэрозоль материал тела из образующего аэрозоль субстрата может быть заключен внутри бумажной или другой обертки и иметь форму заглушки. В случае, если тело из образующего аэрозоль субстрата выполнено в виде обернутой заглушки, вся заглушка, включая покрытый первый материал сусцептора (токоприемника), включая вторые частицы сусцептора (токоприемника) в покрытии и включая любую обертку, образует элемент образующего аэрозоль субстрата.
Необязательно образующий аэрозоль субстрат может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, высвобождаемые при нагревании образующего аэрозоль субстрата. Твердое тело из образующего аэрозоль субстрата может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, и такие капсулы способны плавиться во время нагревания твердого тела из образующего аэрозоль субстрата.
Тело из образующего аэрозоль субстрата может содержать один или более листов гомогенизированного табачного материала, которые собраны в стержень, окружены оберткой и нарезаны для обеспечения отдельных заглушек из образующего аэрозоль субстрата. В этот или эти собранные стержнеобразные листы узел сусцептора (токоприемника) может быть введен перед, во время, или после сбора листа в стержень. Предпочтительно, тело из образующего аэрозоль субстрата содержит гофрированный и собранный лист гомогенизированного табачного материала.
Элемент образующего аэрозоль субстрата может иметь по существу цилиндрическую форму. Элемент образующего аэрозоль субстрата может быть по существу продолговатым. Элемент образующего аэрозоль субстрата также может иметь направление длины и окружное направление, по существу перпендикулярное направлению длины.
Кроме того, элемент образующий аэрозоль субстрата может иметь длину 10 миллиметров. В качестве альтернативы, элемент образующий аэрозоль субстрата может иметь длину 12 миллиметров. Кроме того, диаметр элемента образующего аэрозоль субстрата может составлять от 5 миллиметров до 12 миллиметров.
Табакосодержащая суспензия и табачный лист, который образует тело из образующего аэрозоль субстрата, а также покрытие, изготовленное из табакосодержащей суспензии, содержат табачные частицы, волоконные частицы, вещество для образования аэрозоля, связующее, а также, например, ароматизаторы.
Предпочтительно, тело из табачного образующего аэрозоль субстрата представляет собой табачный лист, предпочтительно, гофрированный, содержащий табачный материал, волокна, связующее и вещество для образования аэрозоля. Предпочтительно, табачный лист представляет собой литой лист. Литой лист выполнен в виде восстановленного табака, который образован из суспензии, содержащей табачные частицы, волоконные частицы, вещество для образования аэрозоля, связующее, а также, например, ароматизаторы.
Предпочтительно, покрытие покрывающего материала выполнено в виде восстановленного табака, который образован из табакосодержащей суспензии.
Табачные частицы могут иметь форму табачной пыли, имеющей частицы с размером порядка от 30 микрометров до 250 микрометров, предпочтительно порядка от 30 микрометров до 80 микрометров или от 100 микрометров до 250 микрометров, в зависимости от требуемой толщины покрытия или требуемой толщины листа и литьевого зазора, причем литьевой зазор обычно определяет толщину листа.
Волоконные частицы могут включать табачные стеблевые материалы, черешки или другой табачный растительный материал, и другие волокна на основе целлюлозы, такие как древесные волокна с низким содержанием лигнина. Волоконные частицы могут быть выбраны исходя из необходимости получения достаточной прочности на разрыв покрытия или листа при их низком содержании, например, при содержании от приблизительно 2 процентов до 15 процентов. В качестве альтернативы волокна, такие как растительные волокна, в том числе пенька и бамбук, могут использоваться либо вместе с вышеуказанными волоконными частицами, либо в качестве альтернативы.
Вещества для образования аэрозоля, включаемые в суспензию для образования литого листа и покрытия, могут быть выбраны на основе одного или более свойств. С функциональной точки зрения вещество для образования аэрозоля предусматривает механизм, который обеспечивает возможность его испарения и доставки никотина и/или ароматизатора в аэрозоль при нагревании до температуры, превышающей конкретную температуру испарения вещества для образования аэрозоля. Разные вещества для образования аэрозоля обычно испаряются при разных температурах. Вещество для образования аэрозоля может быть выбрано на основе его способности, например, сохранять стабильность при комнатной температуре или около нее, но быть способным к испарению при более высокой температуре, например, от 40 градусов по Цельсию до 450 градусов по Цельсию. Вещество для образования аэрозоля может также иметь типовые свойства увлажнителя, которые способствуют поддержанию желаемого уровня влажности в субстрате, образующем аэрозоль, когда этот субстрат состоит из продукта на табачной основе, содержащего табачные частицы. В частности, некоторые вещества для образования аэрозоля представляют собой гигроскопичный материал, который действует как увлажнитель, т. е. материал, который способствует сохранению влажности субстрата, содержащего увлажнитель.
Одно или несколько веществ для образования аэрозоля могут быть объединены для получения преимущества одного или нескольких свойств объединенных веществ для образования аэрозоля. Например, триацетин может быть смешан с глицерином и водой, чтобы получить преимущество, обусловленное способностью триацетина переносить активные компоненты и увлажняющими свойствами глицерина.
Вещества для образования аэрозоля могут быть выбраны из следующего: полиолы, гликолевые простые эфиры, эфиры полиола, сложные эфиры и жирные кислоты, и могут содержать одно или более из следующих соединений: глицерин, эритрит, 1,3-бутиленгликоль, тетраэтиленгликоль, триэтиленгликоль, триэтилцитрат, пропиленкарбонат, этиллаурат, триацетин, мезо-эритрит, смесь на основе диацетина, диэтилсуберат, триэтилцитрат, бензилбензоат, бензилфенилацетат, этилванилат, трибутирин, лаурилацетат, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту и пропиленгликоль.
Типовой процесс получения литого листа или суспензии для образования покрытия из образующего аэрозоль субстрата включает этап подготовки табака. Для этого табак режут. Затем резаный табак смешивают с другими сортами табака и измельчают. Обычно другие сорта табака представляют собой такие сорта табака, как Virginia или Burley, или они могут представлять собой, например, табак, обработанный иным образом. Этапы смешения и измельчения могут быть переставлены местами. Волокна подготавливают отдельно и, предпочтительно, таким образом, чтобы использовать их для суспензии в виде раствора. Поскольку волокна присутствуют в суспензии главным образом для обеспечения стабильности литого листа или покрытия, количество волокон может быть уменьшено или волокна могут даже вообще отсутствовать в покрытии, благодаря тому, что покрытие из образующего аэрозоль субстрата стабилизируют посредством первого материала сусцептора (токоприемника).
При наличии, раствор волокон и подготовленный табак затем смешивают, предпочтительно вместе с частицами сусцептора (токоприемника). Затем суспензия может быть перенесена в устройство для нанесения покрытия, например, в установку для образования листа или устройство для осаждения.
После нанесения покрытия субстрат, образующий аэрозоль, сушат, предпочтительно путем нагревания, и охлаждают после сушки.
Частицы сусцептора (токоприемника) также могут быть нанесены на суспензию после приведения в форму листа или после покрытия первого материала сусцептора (токоприемника), но до того, как лист или покрытие высохнут. Таким образом, частицы сусцептора (токоприемника) не равномерно распределены внутри покрывающего материала, а распределены на поверхности покрытия.
Предпочтительно, табакосодержащая суспензия содержит гомогенизированный табачный материал и содержит глицерин или пропиленгликоль в качестве вещества для образования аэрозоля. Предпочтительно, тело из образующего аэрозоль субстрата и покрытие из образующего аэрозоль субстрата изготавливают из вышеописанной табакосодержащей суспензии.
Преимущественно покрытие из образующего аэрозоль субстрата, первый токоприемник или любые другие покрывающие материалы, содержащие летучие вещества, являются пористыми, чтобы позволить летучим веществам покинуть субстрат. Благодаря малой толщине покрытия и его плотному контакту с первым материалом сусцептора (токоприемника), могут также использоваться покрытия, не имеющие пористости или имеющие только незначительную пористость. Например, покрытие с малой толщиной может быть выбрано таким образом, чтобы оно имело меньшую пористость, чем покрытие с большей толщиной.
Изделие для генерирования аэрозоля имеет форму стержня с диаметром стержня предпочтительно в диапазоне от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 9 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров, например, 7 миллиметров. Стержень может иметь длину стержня в диапазоне от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров, предпочтительно от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, 10 миллиметров. Предпочтительно, стержень имеет круглое или овальное поперечное сечение. Однако стержень также может иметь поперечное сечение в виде прямоугольника или многоугольника.
Дополнительные элементы из нескольких элементов изделия для генерирования аэрозоля могут, например, представлять собой мундштучный элемент, опорный элемент и элемент для охлаждения аэрозоля.
Мундштучный элемент может находиться на мундштучном конце или расположенном дальше по ходу потока конце изделия для генерирования аэрозоля.
Мундштучный элемент может содержать по меньшей мере один фильтрующий сегмент. Фильтрующий сегмент может представлять собой ацетилцеллюлозную фильтрующую заглушку, выполненную из ацетилцеллюлозного жгута. Фильтрующий сегмент может быть расположен в продольном направлении на удалении от элемента образующего аэрозоль субстрата.
Дополнительные аспекты и преимущества изделия для генерирования аэрозоля, согласно настоящему изобретению уже были описаны применительно к узлу сусцептора (токоприемника), согласно настоящему изобретению, и не будут описаны повторно.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, обеспечена система для генерирования аэрозоля. Система для генерирования аэрозоля содержит изделие для генерирования аэрозоля, согласно настоящему изобретению и описанное в данном документе. Система дополнительно содержит источник питания, соединенный с контуром нагрузки, содержащим индуктор, предназначенный для установления индуктивной связи с узлом сусцептора (токоприемника) изделия для генерирования аэрозоля.
Система для генерирования аэрозоля может быть дополнительно оснащена электронной схемой управления, которая приспособлена для управления в режиме замкнутого контура нагреванием тела из образующего аэрозоль субстрата изделия для генерирования аэрозоля. Следовательно, по достижении вторым материалом сусцептора (токоприемника), который выполняет функцию управления температурой, своей второй температуры Кюри, при которой происходит изменение его магнитных свойств из ферромагнитных в парамагнитные, нагревание может быть прекращено. После того, как второй материал сусцептора (токоприемника) остыл до температуры ниже своей второй температуры Кюри, при которой осуществляется обратное изменение его магнитных свойств из парамагнитных в ферромагнитные, индукционное нагревание образующего аэрозоль субстрата может быть автоматически продолжено снова. Таким образом, с использованием системы для генерирования аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением нагревание образующего аэрозоль субстрата может быть выполнено при температуре, которая колеблется между второй температурой Кюри и температурой ниже второй температуры Кюри, при которой второй материал сусцептора (токоприемника) восстанавливает свои ферромагнитные свойства.
Настоящее изобретение дополнительно описано применительно к вариантам осуществления, которые проиллюстрированы с помощью следующих графических материалов, где:
на фиг. 1, 2 показан вид сбоку (фиг. 1) и вид сверху (фиг. 2) узла сусцептора (токоприемника) в форме полоски;
на фиг. 3 показано поперечное сечение или вид снизу элемента образующего аэрозоль субстрата или изделия для генерирования аэрозоля, содержащего узел сусцептора (токоприемника), показанный на фиг. 1 и 2.
на фиг. 1 и фиг. 2 показан вид сбоку и вид сверху узла сусцептора (токоприемника) 1. Узел содержит первый материал 11 сусцептора (токоприемника), имеющий продолговатую форму, и второй материал сусцептора (токоприемника), выполненный в виде частиц 12 сусцептора (токоприемника). Первый материал 11 сусцептора (токоприемника) покрыт покрывающим материалом 3, в который внедрены частицы 12 сусцептора (токоприемника). Поскольку второй материал сусцептора (токоприемника) представлен в качестве температурного маркера, желательно, чтобы он был выбран среди материалов, имеющих температуру Кюри ниже 500 градусов Цельсия, предпочтительно ниже 400 градусов Цельсия.
Первый материал 11 сусцептора (токоприемника) имеет по существу плоскую прямоугольную форму, образующую две противоположных больших стороны 111 и 112. В показанном примере покрывающий материал 3 нанесен на обе стороны 111, 112, но следует понимать, что покрытие может быть нанесено только на одну сторону и только частично на одну сторону.
В предпочтительном варианте осуществления покрывающий материал 3 представляет собой образующий аэрозоль субстрат, содержащий табачный материал.
На фиг. 3 показано поперечное сечение через стержнеобразный элемент 2 образующего аэрозоль субстрата или также фронтальное сечение изделия для генерирования аэрозоля, содержащего узел 1 сусцептора (токоприемника), показанный на фиг. 1.
На две продольных плоских стороны пластинчатого сусцептора (токоприемника) 11 нанесены частицы 12 сусцептора (токоприемника), содержащие покрытие 3 из образующего аэрозоль субстрата. Покрытие 3 из образующего аэрозоль субстрата находится в непосредственном контакте с первым сусцептором (токоприемником) 11. Предпочтительно, покрытие 3 представляет собой плотное табакосодержащее покрытие, преимущественно выполненное из соответствующей табакосодержащей суспензии. Покрытие 3 имеет толщину приблизительно 100 микрометров на каждой большой стороне пластинки 11 сусцептора (токоприемника). Покрытие 3 может служить в качестве образующего аэрозоль субстрата для первой затяжки.
Покрытый сусцептора (токоприемник) 11 размещен по центру в радиальном направлении внутри собранного литого листа 22, который обернут бумажной оберткой 61 с образованием стержнеобразного элемента 2 образующего аэрозоль субстрата.
1. Изделие для генерирования аэрозоля, содержащее образующие стержень элементы, причем один из элементов является элементом образующего аэрозоль субстрата и содержит:
узел сусцептора для нагревания образующего аэрозоль субстрата, и
тело из образующего аэрозоль субстрата, при этом узел сусцептора расположен внутри тела из образующего аэрозоль субстрата и содержит:
первый материал сусцептора, имеющий продолговатую форму и покрытый покрывающим материалом, и
второй материал сусцептора в виде частиц сусцептора и имеющий вторую температуру Кюри ниже 500 градусов Цельсия,
при этом частицы сусцептора внедрены в покрывающий материал.
2. Изделие для генерирования аэрозоля по п. 1, отличающееся тем, что узел сусцептора расположен по центру в радиальном направлении внутри элемента образующего аэрозоль субстрата.
3. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что тело из образующего аэрозоль субстрата содержит собранный лист гомогенизированного табачного материала.
4. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первый материал сусцептора имеет плоскую форму, определяющую две противоположные большие стороны, при этом покрывающий материал обеспечен по меньшей мере на одной стороне из двух противоположных больших сторон первого материала сусцептора.
5. Изделие для генерирования аэрозоля по п. 4, отличающееся тем, что покрытие обеспечено на обеих из двух противоположных больших сторон первого материала сусцептора.
6. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что толщина покрытия из покрывающего материала составляет от 50 микрометров до 1 миллиметра.
7. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что покрывающий материал представляет собой субстрат, не образующий аэрозоль.
8. Изделие, генерирующее аэрозоль по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что покрывающий материал содержит образующий аэрозоль субстрат.
9. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что покрывающий материал содержит табак или табачный материал.
10. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из пп. 8, 9, отличающееся тем, что покрытие из образующего аэрозоль субстрата на продолговатом сусцепторе выполнено посредством одного из следующего: осаждения, нанесения погружением, напыления, окрашивания или литья суспензии образующего аэрозоль субстрата на непокрытый материал продолговатого сусцептора.
11. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из пп. 8-10, отличающееся тем, что покрывающий материал выполнен в виде восстановленного табака, который образован из табакосодержащей суспензии.
12. Изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первый сусцептор предусматривает первую температуру Кюри, при этом вторая температура Кюри ниже первой температуры Кюри.
13. Система для генерирования аэрозоля, содержащая изделие для генерирования аэрозоля по любому из предыдущих пунктов и источник питания, соединенный с контуром нагрузки, при этом контур нагрузки содержит индуктор для установления индукционной связи с узлом сусцептора изделия для генерирования аэрозоля.
14. Система для генерирования аэрозоля по п. 13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит электронную схему управления, выполненную с возможностью управления посредством замкнутого контура нагреванием тела из образующего аэрозоль субстрата.
