ES2668460T3 - Artículo para fumar con una válvula - Google Patents

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Abstract

Un artículo para fumar (1) que comprende: una fuente de calor combustible (10) que tiene caras frontal y trasera (12, 14) opuestas; uno o más canales de flujo de aire (16) que se extienden desde la cara frontal (12) hacia la cara trasera (14) de la fuente de calor combustible (10); un sustrato formador de aerosol (30) aguas abajo de la cara trasera (14) de la fuente de calor combustible (10); y una válvula bimetálica termostática (20) localizada entre la cara trasera (14) de la fuente de calor combustible (10) y el sustrato formador de aerosol (30), en donde la válvula bimetálica termostática (20) se dispone para deformarse desde una primera posición, en la que la válvula (20) evita o inhibe esencialmente la comunicación continua entre el uno o más canales de flujo de aire (16) y el sustrato formador de aerosol (30), hasta una segunda posición, en la que el uno o más canales de flujo de aire (16) y el sustrato formador de aerosol (30) están en comunicación continua, cuando la válvula bimetálica termostática (20) se calienta hasta por encima de una temperatura umbral.

Description

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aerosol, hasta una segunda posición, en la que el uno o más canales de flujo de aire y el sustrato formador de aerosol están en comunicación continua, cuando la válvula bimetálica termostática se calienta hasta por encima de una temperatura umbral.
Evitando o inhibiendo esencialmente la comunicación continua entre el sustrato formador de aerosol y el uno o más canales de flujo de aire cuando está en la primera posición, la válvula multimetal termostática ventajosamente evita o inhibe esencialmente el flujo de gas y/o materiales indeseables hacia el sustrato formador de aerosol y hacia el usuario mientras que se enciende la fuente de calor. Esto evita que el usuario se exponga a desventajas potenciales asociadas con la toma de bocanadas durante la ignición de la fuente de calor.
Una vez que la temperatura de la válvula alcanza la temperatura umbral, la válvula se deforma automáticamente hasta la segunda posición en la que se permite la comunicación continua entre el sustrato formador de aerosol y el uno o más canales de flujo de aire. La temperatura umbral se preselecciona en base al perfil de temperatura de la fuente de calor. Preferentemente, la temperatura umbral se selecciona de manera que la válvula no se abre antes de que la fuente de calor se encienda totalmente. Con mayor preferencia, la válvula no se abre hasta que el sustrato formador de aerosol se ha calentado mediante la fuente de calor hasta una temperatura que es suficiente para generar un aerosol sensorialmente aceptable. Preferentemente, la válvula se mantiene cerrada por entre 2 y 30 segundos desde el comienzo de la ignición de la fuente de calor por el usuario. Preferentemente, la válvula se abre dentro de los 20 segundos, con mayor preferencia dentro de 10 segundos y con la máxima preferencia dentro de 3 segundos desde el comienzo de la ignición de la fuente de calor por el usuario.
Como se usa en la presente descripción, el término ‘totalmente encendida’ se usa para referirse a que la fuente de calor es capaz de mantener una combustión autosostenida.
La válvula puede además retornar a la primera posición cuando el artículo para fumar se enfría. En una modalidad preferida, la válvula se cierra cuando la temperatura en el extremo aguas abajo de la fuente de calor disminuye hasta por debajo de 300 ºC. En una modalidad alternativa preferida, la válvula se cierra cuando la temperatura en el extremo aguas abajo de la fuente de calor disminuye hasta por debajo de 250 ºC. En una modalidad alternativa preferida adicional, la válvula se cierra cuando la temperatura en el extremo aguas abajo de fuente de calor disminuye hasta por debajo de 200 ºC.
A la válvula bimetálica termostática puede aplicársele un preesfuerzo de manera que se deforma desde la primera posición hasta la segunda posición con una acción de disparo. En tales modalidades, la válvula se abre instantáneamente para permitir al usuario aspirar aire a través del artículo para fumar sin experimentar ningún periodo de resistencia a la aspiración aumentada que puede ocurrir si la válvula se abriera gradualmente. Alternativamente, a la válvula bimetálica termostática no se le aplica un preesfuerzo. En tales modalidades, la válvula se deforma gradualmente de manera esencialmente lineal desde la primera posición cuando la temperatura de la válvula aumenta.
En ciertas modalidades, a la válvula bimetálica termostática se le aplica un preesfuerzo preformando con una curvatura de 100 a 500 micras, por ejemplo por estampado. Preferentemente, la curvatura es aproximadamente 300 micras.
Como se usa en la presente descripción, el término ‘curvatura’ se define como la distancia axial desde el centro de la válvula hasta el plano del borde exterior de la válvula. En otras palabras, el término describe la cantidad por la que el centro de la válvula se deflecta en la dirección axial.
En tales modalidades, preferentemente la cara trasera de la fuente de calor combustible se forma con una curvatura correspondiente y la válvula bimetálica termostática colinda con la cara trasera de la fuente de calor. Ventajosamente, esto reduce el riesgo de fugas de aire desde el uno o más canales de flujo de aire que pasan la válvula bimetálica termostática.
En ciertas modalidades, el diámetro de la válvula bimetálica termostática es aproximadamente el mismo que el diámetro interno del artículo para fumar. Preferentemente el diámetro de la válvula bimetálica termostática es aproximadamente el mismo que el diámetro de la fuente de calor y que el sustrato formador de aerosol.
En ciertas modalidades preferidas, la válvula bimetálica termostática puede comprender una primera lámina bimetálica termostática con una o más porciones sólidas y una o más aberturas para permitir la comunicación continua entre el sustrato formador de aerosol y al menos uno del uno o más canales de flujo de aire.
En tales modalidades, la una o más porciones sólidas de la primera lámina bimetálica termostática puede disponerse para bloquear todos de uno o más canales de flujo de aire cuando la válvula bimetálica termostática está en la primera posición y para desbloquear al menos uno del uno o más canales de flujo de aire cuando la válvula bimetálica termostática está en la segunda posición.
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El al menos un formador de aerosol puede ser cualquier compuesto o mezcla de compuestos conocido adecuados que, durante el uso, facilite la formación de un aerosol denso y estable y que es esencialmente resistente a la degradación térmica a la temperatura a la que el formador de aerosol genera el aerosol por transferencia de calor desde la fuente de calor combustible hacia el sustrato formador de aerosol. Los formadores de aerosol adecuados se conocen bien en la técnica e incluyen, por ejemplo, alcoholes polihídricos, ésteres de alcoholes polihídricos, tales como mono-, di- o triacetato de glicerol, y ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o policarboxílicos, tales como dodecanodioato de dimetilo y tetradecanodioato de dimetilo. Los formadores de aerosol preferidos para su uso en los artículos para fumar de conformidad con la invención son alcoholes polihídricos o sus mezclas, tales como trietilenglicol, 1,3-butanodiol y, con mayor preferencia, glicerina.
El material capaz de emitir compuestos volátiles en respuesta al calentamiento puede ser una carga de material de origen vegetal. El material capaz de emitir compuestos volátiles en respuesta al calentamiento puede ser una carga de material de origen vegetal homogeneizado. Por ejemplo, el sustrato formador de aerosol puede comprender uno
o más materiales derivados de plantas que incluyen, pero no se limitan a: tabaco; té, por ejemplo, té verde; menta; laurel; eucalipto; albahaca; salvia; verbena; y estragón.
Preferentemente, el material capaz de emitir compuestos volátiles en respuesta al calentamiento es una carga de material a base de tabaco, con la máxima preferencia, una carga de material a base de tabaco homogeneizado.
El sustrato formador de aerosol puede ser en forma de un tapón o segmento que comprende un material capaz de emitir compuestos volátiles en respuesta al calentamiento, circunscrito por un papel u otra envoltura. Como se indicó anteriormente, cuando un sustrato formador de aerosol tiene la forma de tal tapón o segmento, todo el tapón o segmento, que incluye cualquier envoltura se considera que es el sustrato formador de aerosol.
Preferentemente, el sustrato formador de aerosol tiene una longitud de entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 20 mm, con mayor preferencia, entre aproximadamente 8 mm y aproximadamente 12 mm.
En las modalidades preferidas, el sustrato formador de aerosol comprende un tapón de material a base de tabaco envuelto en una envoltura del tapón. En las modalidades particularmente preferidas, el sustrato formador de aerosol comprende un tapón de material a base de tabaco homogeneizado envuelto en una envoltura del tapón.
Preferentemente, los artículos para fumar de conformidad con la invención comprenden además uno o más elementos conductores del calor alrededor de una porción trasera de la fuente de calor combustible y al menos de una porción frontal del sustrato formador de aerosol. El elemento conductor del calor es preferentemente resistente a la combustión. En ciertas modalidades, el elemento conductor del calor restringe el oxígeno. En otras palabras, el elemento conductor del calor inhibe o resiste el paso del oxígeno a través del elemento conductor del calor hacia la fuente de calor combustible.
En ciertas modalidades, el elemento conductor del calor puede estar en contacto directo tanto con la porción trasera de la fuente de calor combustible como con el sustrato formador de aerosol. En tales modalidades, el elemento conductor del calor proporciona un enlace térmico entre la fuente de calor combustible y el sustrato formador de aerosol de los artículos para fumar de conformidad con la invención.
En otras modalidades, el elemento conductor del calor puede separarse de una o ambas de las porciones traseras de la fuente de calor combustible y el sustrato formador de aerosol, de manera que no exista contacto directo entre el elemento conductor del calor y una o ambas de las porciones traseras de la fuente de calor combustible y el sustrato formador de aerosol.
Los elementos conductores del calor adecuados para su uso en los artículos para fumar de conformidad con la invención incluyen, pero no se limitan a: envolturas de lámina metálica tales como, por ejemplo, envolturas de hojas de aluminio, envolturas de acero, envolturas de láminas de hierro y envolturas de láminas de cobre; y envolturas de láminas de aleaciones de metal.
Preferentemente, la porción trasera de la fuente de calor combustible rodeada por el elemento conductor del calor es de entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 8 mm de longitud, con mayor preferencia entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 5 mm de longitud.
Preferentemente, la porción frontal de la fuente de calor combustible no rodeada por el elemento conductor del calor está entre aproximadamente 4 mm y aproximadamente 15 mm de longitud, con mayor preferencia entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 8 mm de longitud.
En ciertas modalidades, toda la longitud del sustrato formador de aerosol puede rodearse por el elemento conductor del calor.
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El artículo para fumar 101 de conformidad con la segunda modalidad de la invención mostrado en las Figuras 2A a 2C es de una construcción ampliamente idéntica al artículo para fumar 1 de conformidad con la primera modalidad de la invención. Sin embargo, en artículo para fumar 101, las aberturas fuera de centro de la válvula bimetálica termostática 120 se forman a partir de cuatro segmentos de corte 126, dejando una porción sólida de forma transversal 128.
Durante el uso y durante la ignición de la fuente de calor combustible 10 del artículo para fumar 101 por el usuario, la válvula bimetálica termostática 120 está en la primera posición, como se muestra en la Figura 2A. En la primera posición, el centro de la porción sólida de forma transversal 128 del disco bimetálico termostático 121 cubre el extremo aguas abajo del canal de flujo de aire central 16 de la fuente de calor combustible 10 para evitar esencialmente que el aire se aspire a través del canal de flujo de aire 16. Por lo tanto, incluso si el usuario aspira por la boquilla 50 durante la ignición de la fuente de calor combustible 10, se evita esencialmente que el aire se aspire hacia dentro del sustrato formador de aerosol 30 y que se suministre al usuario a través de la boquilla 50.
Cuando la temperatura de la válvula 120 alcanza la temperatura umbral, la válvula 120 pasa de la primera posición a una segunda posición (no mostrada) en la que el disco 121 es convexo y su porción sólida central 128 se separa del extremo aguas abajo del canal de flujo de aire 16 de la fuente de calor combustible 10. En esta posición, el sustrato formador de aerosol 30 está en comunicación continua con la fuente de calor combustible 10 mediante los segmentos de corte 126 de la válvula bimetálica termostática 120. Cuando un usuario aspira por la boquilla 50, el aire se aspira hacia dentro del sustrato formador de aerosol 30 del artículo para fumar 101 a través del canal de flujo de aire central 16 de la fuente de calor combustible 10 y los segmentos de corte 126 del disco bimetálico termostático 121 de la válvula 120.
Cuando la velocidad de combustión de la fuente de calor combustible 10 se reduce y cae su temperatura, el calor transferido hacia la válvula bimetálica termostática 120 también cae. Cuando la temperatura de la válvula bimetálica termostática 120 cae por debajo de la temperatura umbral, el disco bimetálico termostático 121 retorna a la primera posición cóncava mostrada en la Figura 2A para evitar esencialmente que el aire se aspire a través del artículo para fumar 101 por el usuario.
El artículo para fumar 201 de conformidad con la tercera modalidad de la invención mostrado en las Figuras 3A a 3B es de una construcción ampliamente idéntica al artículo para fumar 1 de conformidad con la primera modalidad de la invención. Sin embargo, en el artículo para fumar 201, el disco bimetálico termostático 221 de válvula 220 tiene cuatro hendiduras radiales 226 que bisecan su porción central, en lugar de las aberturas fuera de centro.
Durante el uso y durante la ignición de la fuente de calor combustible 210 del artículo para fumar 201 por el usuario, la válvula bimetálica termostática 220 está en la primera posición, como se muestra en la Figura 3A. En la primera posición, las hendiduras 226 se cierran para evitar esencialmente que el aire se aspire a través del canal de flujo de aire 16. Por lo tanto, incluso si el usuario aspira por la boquilla 50 durante la ignición de la fuente de calor combustible 10, se evita esencialmente que el aire se aspire hacia dentro del sustrato formador de aerosol 30 y que se suministre al usuario a través de la boquilla 50.
Cuando la temperatura de la válvula 220 alcanza la temperatura umbral, la válvula 220 pasa de la primera posición hasta una segunda posición (no mostrada) en la que el disco 221 es convexo y las hendiduras 226 se abren debido a la deformación del disco 221 en la segunda posición. En esta posición, el sustrato formador de aerosol 30 está en comunicación continua con la fuente de calor combustible 10 mediante las hendiduras abiertas 226 del disco bimetálico termostático 221. Cuando un usuario aspira por la boquilla 50, el aire se aspira hacia dentro del sustrato formador de aerosol 30 del artículo para fumar 201 a través del canal de flujo de aire central 16 de la fuente de calor combustible 10 y las hendiduras abiertas 226 del disco bimetálico termostático 221 de la válvula 220.
Cuando la velocidad de combustión de la fuente de calor combustible 10 se reduce y cae su temperatura, el calor transferido hacia la válvula bimetálica termostática 220 también cae. Cuando la temperatura de la válvula bimetálica termostática 220 cae por debajo de la temperatura umbral, la válvula bimetálica termostática 220 retorna a la primera posición mostrada en la Figura 3A para evitar esencialmente que el aire se aspire a través del artículo para fumar 201 por el usuario.
El artículo para fumar 301 de conformidad con la cuarta modalidad de la invención mostrada en las Figuras 4A a 4D es de una construcción ampliamente idéntica al artículo para fumar 1 de conformidad con la primera modalidad de la invención. Sin embargo, en el artículo para fumar 301, la válvula bimetálica termostática comprende además un segundo disco bimetálico 323 aguas arriba del primer disco bimetálico 321. El primer disco bimetálico 321 tiene una capa aguas arriba 322 formada de un material que tiene un alto coeficiente de expansión térmica, tal como el cobre, y una capa aguas abajo 324 formada de un material que tiene un bajo coeficiente de expansión térmica, tal como el acero. El primer disco bimetálico 321 tiene cuatro aberturas periféricas 326, en forma de agujeros circulares de aproximadamente 0.6 mm de diámetro, y una porción sólida central 328. El segundo disco bimetálico 323 y el primer disco bimetálico 321 son esencialmente planos y se sueldan en sus periferias. Como se muestra en la Figuras 4B y 4C, el segundo disco bimetálico 323 tiene una abertura central 325 que se desplaza de las aberturas fuera de centro 326 del primer disco bimetálico 321. El resto del segundo disco bimetálico 323 es sólido. Como el primer disco
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