ES2912068T5 - Aerosol-generating article with laminated wrapper - Google Patents

Aerosol-generating article with laminated wrapper

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ES2912068T5 ES19812807T ES19812807T ES2912068T5 ES 2912068 T5 ES2912068 T5 ES 2912068T5 ES 19812807 T ES19812807 T ES 19812807T ES 19812807 T ES19812807 T ES 19812807T ES 2912068 T5 ES2912068 T5 ES 2912068T5
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Description

DESCRIPCIÓN
Artículo generador de aerosol con envoltura laminada
La presente descripción se refiere a un artículo generador de aerosol, a un dispositivo generador de aerosol y a un método para fabricar un artículo generador de aerosol.
Se conoce proporcionar un dispositivo generador de aerosol para generar un aerosol inhalable. Dichos dispositivos pueden calentar el sustrato formador de aerosol contenido en un artículo generador de aerosol sin quemar el sustrato formador de aerosol. El artículo generador de aerosol puede tener forma de barra para la inserción del artículo generador de aerosol en una cámara de calentamiento del dispositivo generador de aerosol. Puede disponerse un elemento de calentamiento en o alrededor de la cámara de calentamiento para calentar el sustrato formador de aerosol una vez que el artículo generador de aerosol se inserta en la cámara de calentamiento del dispositivo generador de aerosol.
Si bien la temperatura requerida por dicho dispositivo para liberar cantidades relevantes de material para permitir la formación de un aerosol aceptable es significativamente menor que la combustión, no todos los sustratos son adecuados para liberar cantidades suficientes de material para formar un aerosol adecuado a una temperatura predeterminada, por debajo de la temperatura de combustión el sustrato formador de aerosol. Por lo tanto, se han desarrollado sustratos formadores de aerosol sofisticados para permitir la liberación de material a bajas temperaturas. Hoy en día, esto se logra convirtiendo la hoja de tabaco en láminas de tabaco homogeneizadas artificiales, por ejemplo, mediante la fabricación de papel o procesos de fundición.
El documento US 6129087 A se refiere a un artículo para fumar que incluye al menos una tira de material conductor de calor que se extiende desde un extremo de la barra de tabaco de un artículo para fumar hasta el extremo opuesto de la barra de tabaco. Preferentemente, la tira de material está en la interfaz entre la barra de tabaco y el papel para cigarrillo y se extiende esencialmente desde el extremo de encendido de la columna de tabaco hasta la unión de un filtro a la columna de tabaco o cerca de ella.
Sin embargo, frecuentemente se usan cantidades relativamente altas de formadores de aerosol para permitir la generación de un aerosol aceptable a temperaturas que están por debajo de la combustión y, típicamente, cuanto más baja es la temperatura, más formador de aerosol se necesita. La presencia de grandes cantidades de formadores de aerosol tiene consecuencias no deseadas, en particular, el manchado de la envoltura de los artículos generadores de aerosol.
Por lo tanto, sería conveniente proporcionar artículos generadores de aerosol que tengan una construcción simple y que permitan la generación de aerosol a bajas temperaturas. Adicionalmente, sería conveniente proporcionar un artículo de "calentar-no quemar" que tenga una apariencia y sabor más natural.
La invención se refiere a un artículo generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1.
De conformidad con un primer aspecto de la invención, se proporciona un artículo generador de aerosol que comprende un sustrato formador de aerosol y una envoltura laminada. El sustrato formador de aerosol comprende picadura de material vegetal, y en donde la picadura de material vegetal comprende al menos el 25 por ciento de lámina vegetal por peso del material vegetal total y en donde el sustrato formador de aerosol comprende además entre aproximadamente el 6 por ciento y aproximadamente el 20 por ciento de un formador de aerosol. La envoltura laminada se envuelve al menos parcialmente alrededor del sustrato formador de aerosol. La envoltura laminada comprende una capa conductora de calor y una capa de aislamiento térmico. La capa conductora de calor y la capa de aislamiento térmico se superponen a lo largo de una dirección axial del artículo generador de aerosol.
Ventajosamente, se puede lograr un sabor y apariencia más natural del artículo generador de aerosol mediante el uso de láminas de material vegetal natural. El término "lámina" se refiere a la parte de una hoja de planta sin el tallo. Preferentemente, el sustrato formador de aerosol comprende picadura. En este documento, “picadura” se usa para referirse a una mezcla de material de plantas triturado, en particular láminas de hojas, tallos y nervaduras procesados, material de plantas homogeneizado, como, por ejemplo, fabricado en forma de lámina mediante el uso de procesos de fundición o fabricación de papel. La picadura también puede comprender, además, otro tabaco o cubierta de relleno después del corte. De conformidad con modalidades preferidas de la invención, la picadura comprende al menos el 25 por ciento de la lámina de la hoja de la planta, con mayor preferencia, al menos el 50 por ciento de la lámina de la hoja de la planta, aún con mayor preferencia al menos el 75 por ciento de la lámina de la hoja de la planta y con la máxima preferencia al menos 90 por ciento de la lámina de la hoja de la planta. Preferentemente, el material vegetal es uno de tabaco, menta, té y clavos, sin embargo, la invención es igualmente aplicable a otro material vegetal que tiene la capacidad de liberar sustancias tras la aplicación de calor que pueden formar subsecuentemente un aerosol.
Preferentemente, el material de la planta del tabaco comprende láminas de una o más de láminas de tabaco brillante, tabaco oscuro, tabaco aromático y tabaco relleno. Los tabacos rubios son tabacos con láminas generalmente grandes, de color claro. En toda la descripción, el término "tabaco rubio" se usa para tabacos que se han secado al aire caliente. Ejemplos de tabacos rubios son el secado al aire caliente Chino, secado al aire caliente de Brasil, secado al aire caliente de Estados Unidos tal como el tabaco Virginia, secado al aire caliente Indio, secado al aire caliente de Tanzania u otro secado al aire caliente Africano. El tabaco rubio se caracteriza por una alta relación de azúcar a nitrógeno. Desde una perspectiva sensitiva, el tabaco rubio es un tipo de tabaco que, después del curado, se asocia con una sensación picante y ligera. De conformidad con la invención, los tabacos rubios son tabacos con un contenido de azúcar reducido de entre aproximadamente 2,5 por ciento y aproximadamente 20 por ciento en base de peso seco de la lámina y un contenido total de amoniaco de menos de aproximadamente 0,12 por ciento en base de peso seco de la lámina. Los azúcares reducidos comprenden por ejemplo glucosa o fructosa. El amoniaco total comprende por ejemplo amoniaco y sales de amoniaco. Los tabacos oscuros son tabacos con láminas generalmente grandes, de color oscuro. En toda la descripción, el término "tabaco oscuro" se usa para los tabacos que se han curado al aire. Adicionalmente, los tabacos oscuros pueden fermentarse. Los tabacos que se usan principalmente para mezclas de mascado, rapé, puros, y pipa se incluyen además en esta categoría. Típicamente, estos tabacos oscuros se curan al aire y posiblemente se fermentan. Desde una perspectiva sensitiva, el tabaco oscuro es un tipo de tabaco que, después del curado, se asocia con la sensación de un tipo de cigarro oscuro, humeante. El tabaco oscuro se caracteriza por una baja relación de azúcar a nitrógeno. Ejemplos de tabaco oscuro son Malauí Burley u otro Burley Africano, Galpao de Brasil Oscuro Curado, Kasturi Indonesio curado al sol o curado al aire. De conformidad con la invención, los tabacos oscuros son tabacos con un contenido de azúcares reducidos de menos de aproximadamente 5 por ciento en base de peso seco de la hoja y un contenido total de amoniaco de hasta aproximadamente 0,5 por ciento en base de peso seco de la hoja. Los tabacos aromáticos son tabacos que a menudo tienen hojas pequeñas, de color claro. A lo largo de la descripción, el término "tabaco aromático" se usa para otros tabacos que tienen un alto contenido aromático, por ejemplo, de aceites esenciales. Desde una perspectiva sensitiva, el tabaco aromático es un tipo de tabaco que, después de curado, se asocia con una sensación picante y aromática. Ejemplos de tabacos aromáticos son Oriental Griego, Turco Oriental, tabaco semioriental, pero también el Curado al Fuego, Burley Americano, tal como Perique, Rustica, Burley Americano o Meriland. El tabaco para relleno no es un tipo de tabaco específico, sino que este incluye tipos de tabaco que se usan principalmente para complementar los otros tipos de tabaco usados en la mezcla y no ofrecen una dirección del aroma característico específico al producto final. Ejemplos de tabacos para relleno son los tallos, la vena principal o las cañas de otros tipos de tabaco. Un ejemplo específico pueden ser los tallos curados al aire caliente de la caña inferior curada al aire caliente de Brasil.
Sin embargo, el uso de una gran cantidad de hoja natural en la picadura requiere grandes cantidades de formador de aerosol, en particular a bajas temperaturas. De conformidad con la invención se proporciona una envoltura especial que evita la aparición de manchas provocadas por el alto contenido en formadores de aerosol. En particular, se encontró que un material conductor de calor, como por ejemplo el metal, previene muy bien la aparición de manchas. A ese respecto, se ha encontrado que las manchas pueden prevenirse convenientemente independientemente de la orientación de la capa conductora de calor con respecto al sustrato formador de aerosol, es decir, si la capa conductora de calor mira hacia el sustrato formador de aerosol o si la capa conductora de calor se aleja del sustrato formador de aerosol.
Adicionalmente, se ha descubierto que la capa conductora de calor puede contribuir positivamente a la distribución de energía dentro del artículo generador de aerosol. Dotando a la envoltura laminada de una capa conductora de calor, se puede conseguir un calentamiento uniforme del sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol. A este respecto, el artículo generador de aerosol puede usarse junto con un dispositivo generador de aerosol como se describe con más detalle a continuación. Un dispositivo generador de aerosol puede comprender un elemento de calentamiento para calentar el sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol. El elemento de calentamiento emite calor para este propósito. Al proporcionar la capa conductora de calor de la envoltura laminada, el calor emitido por un elemento de calentamiento puede distribuirse uniformemente por toda la envoltura laminada. Debido a que la envoltura laminada está dispuesta al menos parcialmente envuelta alrededor del sustrato formador de aerosol, la capa conductora de calor puede ayudar a calentar uniformemente el sustrato generador de aerosol.
La capa aislante térmica puede evitar que el calor escape del sustrato formador de aerosol al entorno del artículo formador de aerosol. Además, la capa de aislamiento térmico puede proporcionar la estabilidad estructural de la envoltura laminada. La capa de aislamiento térmico puede actuar como soporte para la capa de aislamiento térmico.
La combinación de una capa conductora de calor y una capa aislante térmica es particularmente beneficiosa para calentar el sustrato formador de aerosol desde dentro del artículo generador de aerosol, por ejemplo, con un pasador o una lámina. De conformidad con la invención, la capa conductora de calor y la capa de aislamiento térmico se superponen a lo largo de una dirección axial del artículo generador de aerosol. La dirección axial es la dirección a lo largo del eje longitudinal del artículo generador de aerosol. Típicamente, el artículo generador de aerosol puede tener forma de barra. En este caso, la dirección axial es a lo largo de la extensión de la barra. El término “solapamiento” indica que al menos una porción de la envoltura laminada comprende, en una dirección radial, la capa conductora de calor dispuesta adyacente a la capa aislante térmica, mientras que al menos una porción diferente de la envoltura laminada comprende, en una dirección radial, solo la capa conductora de calor o solo la capa aislante térmica. En otras palabras, al menos una porción de la envoltura laminada comprende solo la capa conductora de calor o solo la capa de aislamiento térmico, mientras que al menos una porción diferente de la envoltura laminada comprende tanto la capa conductora de calor como la capa de aislamiento térmico. Nuevamente, en otras palabras, una parte de la capa conductora de calor no está cubierta o no cubre la capa de aislamiento térmico o ambas.
Ventajosamente, la invención puede beneficiar la formación de un aerosol en múltiples construcciones diferentes:
- Donde la fuente de calor está dentro del artículo generador de aerosol (por ejemplo, una lámina o pasador calentado) y la capa de metal está orientada hacia el sustrato generador de aerosol. En tal construcción, la capa conductora de calor puede absorber parte del calor disipado de la fuente de calor y calentar el sustrato generador de aerosol cerca de ella. Esto puede crear una temperatura promedio uniforme en todo el sustrato generador de aerosol.
- Donde la fuente de calor está dentro del artículo generador de aerosol (por ejemplo, una lámina o pasador calentado) y la capa de metal está orientada hacia el sustrato generador de aerosol. Debido al alto contenido de formador de aerosol, es probable que el formador de aerosol empape la capa aislante, en particular si está hecha de papel, algodón, fibra de vidrio, viscosa u otro material similar. Entonces, esto puede crear un efecto de absorción a medida que la capa conductora de calor se calienta y vaporiza el formador de aerosol que se absorbe hacia la capa conductora de calor.
- Donde la fuente de calor está fuera del artículo generador de aerosol y la capa de metal está orientada hacia el sustrato generador de aerosol. De nuevo en esta construcción, la capa conductora de calor puede absorber calor de la fuente de calor e irradiar el calor directamente al sustrato formador de aerosol que está en contacto con la capa conductora de calor. De esta forma, el calor se concentra más cerca del sustrato formador de aerosol en comparación con una modalidad en la que no hay una capa conductora de calor y el calor tiene que penetrar desde la fuente de calor hasta el artículo, probablemente a través de una envoltura de papel correspondiente. - Donde la fuente de calor está fuera del artículo generador de aerosol y la capa de metal está orientada hacia el sustrato generador de aerosol. Esta construcción puede tener el mismo beneficio de absorción como se describió anteriormente, con el beneficio adicional de que la transferencia desde la fuente de calor a la capa conductora de calor se interrumpe menos.
Preferentemente, al menos una porción de la envoltura laminada comprende la capa conductora de calor. Esta porción de la envoltura laminada se puede usar para calentar. Esta porción también puede denominarse área de calentamiento. En otras palabras, esta porción de la envoltura laminada se puede disponer cerca del elemento de calentamiento, como se describe con más detalle a continuación, de manera que esta parte de la envoltura laminada se pueda calentar de manera óptima. La omisión o reducción de la capa de aislamiento térmico en esta porción de la envoltura laminada tiene la ventaja de que el calor puede llegar de forma óptima a la capa conductora de calor y al sustrato formador de aerosol envuelto por la capa conductora de calor. La provisión de una capa de aislamiento térmico en esta porción de la envoltura laminada evitaría que el calor alcanzara de forma óptima la capa conductora de calor, así como el sustrato formador de aerosol. Sin embargo, al proporcionar la capa de aislamiento térmico en una porción diferente de la envoltura laminada se logra que el calor que se ha transmitido desde el elemento de calentamiento a la capa conductora de calor y al sustrato formador de aerosol permanezca dentro del artículo generador de aerosol. La porción de la envoltura laminada que comprende la capa de aislamiento térmico es preferentemente una porción de la envoltura laminada que está dispuesta distanciada del elemento de calentamiento en comparación con la porción de la envoltura laminada que comprende únicamente la capa conductora de calor.
La envoltura laminada puede envolverse alrededor de la circunferencia completa del sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol. Alternativamente, la envoltura laminada puede no estar completamente envuelta alrededor del sustrato formador de aerosol, si se desea. Por lo tanto, la envoltura laminada puede cubrir solo parcialmente la circunferencia del sustrato formador de aerosol. Se puede disponer una envoltura adicional que envuelva el artículo generador de aerosol. Particularmente, si la envoltura laminada solo cubre parcialmente la circunferencia del sustrato formador de aerosol, se puede proporcionar una envoltura adicional para cubrir completamente el artículo generador de aerosol.
El término 'laminado' con respecto a la envoltura denota una envoltura, en la que al menos dos capas se ensamblan permanentemente juntas, preferentemente mediante calor, presión, soldadura o adhesivo. Preferentemente, las dos capas son la capa de aislamiento térmico y la capa conductora de calor. Potencialmente, la envoltura laminada puede comprender capas adicionales, si se desea. Preferentemente, sin embargo, la capa conductora de calor está dispuesta directamente adyacente al sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol. Preferentemente, la capa de aislamiento térmico está dispuesta directamente adyacente a la capa conductora de calor. Preferentemente, la envoltura laminada consta de una capa conductora de calor y una capa de aislamiento térmico.
La envoltura laminada puede comprender al menos un área de calentamiento en la que la capa aislante está ausente o reducida. El área de calentamiento también puede denominarse punto de calentamiento. Proporcionar solo la capa conductora de calor en una porción de la envoltura laminada habilita el área de calentamiento, en la que la energía de calentamiento puede transmitirse de manera óptima a la capa conductora de calor y al sustrato formador de aerosol dentro del artículo generador de aerosol. La transmisión de calor desde el exterior del artículo generador de aerosol al sustrato formador de aerosol puede verse favorecida por la capa conductora de calor de la envoltura laminada en el área de calentamiento. Preferentemente, adyacente al área de calentamiento, la envoltura laminada comprende la capa conductora de calor, así como la capa de aislamiento térmico. La capa conductora de calor está preferentemente dispuesta dentro de la capa de aislamiento térmico. En otras palabras, la capa conductora de calor está preferentemente dispuesta directamente radialmente adyacente al sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol. La capa de aislamiento térmico está preferentemente dispuesta envuelta alrededor de una capa conductora de calor. El calor aplicado en el área de calentamiento a la capa conductora de calor puede viajar a lo largo de una dirección axial dentro de la capa conductora de calor. Este calor viajará también en dirección radial hacia el interior del artículo generador de aerosol, en el que se proporciona el sustrato formador de aerosol. Por otro lado, en la porción de la capa conductora de calor que está cubierta por la capa de aislamiento térmico, el calor de la capa conductora de calor puede ser aislado por la capa de aislamiento térmico. Por lo tanto, el calor en la capa conductora de calor se desplazará predominantemente al interior de la capa conductora de calor en una dirección axial, así como radialmente hacia adentro, pero no radialmente hacia afuera.
Puede proporcionarse un área de calentamiento única, en la que solo se proporciona la capa conductora de calor envolviendo el sustrato generador de aerosol. Alternativamente, se pueden proporcionar múltiples áreas de calentamiento. En las áreas de calentamiento respectivas, preferentemente solo se proporciona la capa conductora de calor que rodea el sustrato generador de aerosol. En las partes de la envoltura laminada entre las áreas de calentamiento o adyacentes a las áreas de calentamiento, la envoltura laminada comprende adicionalmente preferentemente la capa de aislamiento térmico que envuelve la capa conductora de calor. Como se describirá con más detalle a continuación con respecto al dispositivo generador de aerosol, pueden usarse múltiples áreas de calentamiento para diferentes regímenes de calentamiento del elemento de calentamiento del dispositivo generador de aerosol. Por tanto, se pueden calentar múltiples secciones del sustrato formador de aerosol por medio de las múltiples áreas de calentamiento al mismo tiempo. Como alternativa o adicionalmente, se puede realizar un calentamiento secuencial de diferentes áreas de calentamiento.
El área de calentamiento puede tener una forma anular. Una forma anular denota la forma que se extiende completamente alrededor de la circunferencia del sustrato formador de aerosol. Una forma anular significa que una sección externa cilíndrica del sustrato formador de aerosol está rodeada por la envoltura laminada, más particularmente la capa conductora de calor de la envoltura laminada, en el área de calentamiento. Ventajosamente, una forma anular del área de calentamiento logra un calentamiento envolvente uniforme del sustrato formador de aerosol. En otras palabras, preferentemente, una forma anular del área de calentamiento puede crear un área de calentamiento en forma de anillo.
La capa conductora de calor puede comprender uno o más de aluminio, estaño y cobre. Estos materiales tienen una alta conductividad térmica. Estos materiales pueden así transferir calor de forma óptima hacia el sustrato formador de aerosol dispuesto en el interior del artículo generador de aerosol. Además, la transferencia de calor axial dentro de la capa conductora de calor puede optimizarse proporcionando un material con alta conductividad térmica. Además, estos materiales de la capa conductora de calor pueden evitar la combustión del artículo generador de aerosol. A este respecto, el artículo generador de aerosol de conformidad con la presente invención puede usarse para dispositivos que no queman por calor, en los que el sustrato formador de aerosol se calienta para crear un aerosol inhalable, pero no se quema. La prevención de la combustión del sustrato formador de aerosol evita la formación de constituyentes de aerosol no deseados. Un usuario puede accidentar o intencionadamente intentar aligerar el artículo generador de aerosol. Por medio de los materiales de la capa conductora de calor, se puede evitar un rayo no deseado de este tipo. En otras palabras, la capa conductora de calor puede ser impermeable al aire. Consecuentemente, ventajosamente, se mejora la manipulación segura del artículo generador de aerosol de la presente invención y se puede evitar el uso no intencionado del artículo generador de aerosol.
La picadura cortada adecuada para usar con la presente invención generalmente puede parecerse a la picadura cortada usada para artículos para fumar convencionales. El ancho de corte de la picadura preferentemente está entre 0,3 milímetros y 2,0 milímetros, con mayor preferencia, el ancho de corte de la picadura está entre 0,5 milímetros y 1,2 milímetros y lo con la máxima preferencia, el ancho de corte de la picadura está entre 0,6 milímetros y 0,9 milímetros. El ancho de corte puede desempeñar un papel en la distribución del calor dentro de la porción de sustrato del artículo. Además, el ancho de corte puede desempeñar un papel en la resistencia a la aspiración del artículo. Además, la anchura del corte puede afectar a la densidad global de la porción de sustrato.
La longitud de la hebra de la picadura es en cierta medida un valor aleatorio, ya que la longitud de las hebras dependerá del tamaño general del objeto del que se corta la hebra. No obstante, acondicionando el material antes del corte, por ejemplo, controlando el contenido de humedad y la sutileza general del material, se pueden cortar hebras más largas. Preferentemente, las hebras tienen una longitud de entre aproximadamente 10 milímetros y aproximadamente 40 milímetros antes de que se formen las hebras en la sección del sustrato. Obviamente, si las hebras están dispuestas en una sección de sustrato en una extensión longitudinal donde la extensión longitudinal de la sección es inferior a 40 milímetros, la sección de sustrato final puede comprender hebras que son, en promedio, más cortas que la longitud inicial de la hebra. Preferentemente, la longitud de las hebras de la picadura es de manera que entre aproximadamente el 20 por ciento y el 60 por ciento de las hebras se extienden a lo largo de toda la longitud de la porción de sustrato. Esto evita que las hebras se desprendan fácilmente de la sección del sustrato. En modalidades preferidas, el peso del sustrato formador de aerosol está entre 80 miligramos y 400 miligramos, preferentemente entre 150 miligramos y 250 miligramos, con mayor preferencia entre 170 miligramos y 220 miligramos. Esta cantidad de formación de aerosol típicamente permite suficiente material para la formación de un aerosol. Además, a la luz de las restricciones antes mencionadas sobre el diámetro y el tamaño, esto permite una densidad equilibrada del sustrato formador de aerosol entre la absorción de energía, la resistencia a la extracción y los pasajes de fluidos dentro de la sección del sustrato donde el sustrato comprende material vegetal.
De conformidad con la invención, el sustrato formador de aerosol se empapa con el formador de aerosol. Remojar el sustrato formador de aerosol puede hacerse por aspersión o por otros métodos de aplicación adecuados. El formador de aerosol se puede aplicar a la mezcla durante la preparación de la picadura. Por ejemplo, el formador de aerosol se puede aplicar a la mezcla en el cilindro de revestimiento de acondicionamiento directo (DCCC). Se puede utilizar maquinaria convencional para aplicar un formador de aerosol a la picadura. El formador de aerosol puede ser cualquier compuesto conocido adecuado o mezcla de compuestos que, durante el uso, facilite la formación de un aerosol denso y estable. El formador de aerosol puede estar facilitando que el aerosol sea esencialmente resistente a la degradación térmica a las temperaturas típicamente aplicadas durante el uso del artículo generador de aerosol. Los formadores de aerosol adecuados son, por ejemplo: alcoholes polihídricos tales como, por ejemplo, trietilenglicol, 1,3-butanodiol, propilenglicol y glicerina; ésteres de alcoholes polihídricos tales como, por ejemplo, mono-, di- o triacetato de glicerol; ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o policarboxílicos tales como, por ejemplo, dodecanodioato de dimetilo y tetradecanodioato de dimetilo; y sus combinaciones.
El formador de aerosol puede comprender uno o más de glicerina y propilenglicol. El formador de aerosol puede consistir en glicerina o propilenglicol o en una combinación de glicerina y propilenglicol.
Preferentemente, la cantidad de formador de aerosol está entre el 6 por ciento y el 20 por ciento en peso sobre una base de peso seso del sustrato formador de aerosol, con mayor preferencia, la cantidad de formador de aerosol está entre el 8 por ciento y el 18 por ciento en peso sobre una base de peso seso del sustrato formador de aerosol, con la máxima preferencia la cantidad de formador de aerosol está entre el 10 por ciento y el 15 por ciento en peso sobre una base de peso seso del sustrato formador de aerosol. Para algunas modalidades, la cantidad de formador de aerosol tiene un valor objetivo de aproximadamente 13 por ciento en peso sobre una base de peso seco del sustrato formador de aerosol. La cantidad más eficaz de formador de aerosol dependerá también del sustrato formador de aerosol, ya sea que el sustrato formador de aerosol comprenda lámina vegetal o material vegetal homogeneizado. Por ejemplo, entre otros factores, el tipo de sustrato determinará hasta qué punto el formador de aerosol puede facilitar la liberación de sustancias del sustrato formador de aerosol.
El sustrato formador de aerosol de la presente invención genera aerosol a una temperatura más baja que las láminas de hoja de tabaco moldeadas (TCL) conocidas. Dado que el formador de aerosol está impregnado en la picadura y, por lo tanto, se proporciona en la superficie externa de la picadura, ya son suficientes temperaturas más bajas para generar un aerosol. Además, la nicotina y los sabores comprendidos en la mezcla de picadura se resuelven más fácilmente siguiendo la estructura interna natural de la picadura para estar disponibles para que el formador de aerosol genere el aerosol inhalable. Por el contrario, las láminas de hojas de tabaco coladas generadas artificialmente tienen una estructura interna bastante caótica que puede dificultar la migración de los ingredientes activos a la superficie.
Por estas razones, el sustrato formador de aerosol utilizado en el artículo generador de aerosol de la presente invención puede ser capaz de generar eficientemente una cantidad suficiente de aerosol a una temperatura relativamente más baja que los consumibles usados previamente mediante el uso de láminas de tabaco moldeadas. Una temperatura de entre 150 grados centígrados y 200 grados centígrados en la cámara de calentamiento puede ser suficiente para que el sustrato formador de aerosol de la presente invención genere cantidades suficientes de aerosol, mientras que en los dispositivos generadores de aerosol que utilizan láminas de tabaco fundido, la temperatura típicamente puede ser de aproximadamente 250 grados centígrados.
Otra ventaja de la presente invención relacionada con el funcionamiento a temperaturas más bajas es que se reduce el requisito de enfriar el aerosol. Como generalmente se utilizan temperaturas bajas, una función de enfriamiento más simple puede ser suficiente. Esto a su vez permite usar una estructura más simple y menos compleja del artículo generador de aerosol.
Por lo tanto, ventajosamente, el artículo generador de aerosol de la presente invención comprende exclusivamente una porción de sustrato en la que se proporciona el sustrato formador de aerosol, sin ningún segmento o sección adicional. Tal modalidad tendría una estructura particularmente simple.
El artículo generador de aerosol comprende una porción de sustrato que contiene el sustrato formador de aerosol y una porción de filtro. La porción de filtro preferentemente está dispuesta corriente abajo de la porción de sustrato. La porción de sustrato puede disponerse en contacto directo con la porción de filtro. La porción de filtro comprende un tubo de acetato hueco (HAT), cuya estructura se conoce a partir de la fabricación de elementos de filtro.
Se incluye una sección de filtro adicional en el artículo generador de aerosol. Preferentemente, dicha sección de filtro adicional puede incluirse entre la porción de sustrato y la porción de extremo del lado de la boca. Tal sección de filtro adicional comprende un material de filtración tal como, por ejemplo, acetato de celulosa. Preferentemente, la longitud de la sección de filtro adicional está entre aproximadamente 4 milímetros y aproximadamente 8 milímetros, preferentemente entre aproximadamente 5 milímetros y aproximadamente 7 milímetros. Preferentemente, la longitud combinada de la sección de filtro adicional y la porción de filtro tubular hueca está entre aproximadamente 10 milímetros y aproximadamente 18 milímetros, preferentemente, 13 milímetros.
Como se usa en la presente, los términos “corriente arriba” y “corriente abajo” se usan para describir las posiciones relativas de los componentes, o porciones de los componentes, del artículo generador de aerosol de conformidad con la invención en relación con la dirección del aire aspirado a través del artículo generador de aerosol durante el uso del artículo generador de aerosol.
La envoltura laminada puede proporcionarse cubriendo la porción de sustrato o la porción de sustrato y la porción de filtro. La envoltura laminada puede cubrir al menos parcialmente la porción de sustrato. Alternativamente, la envoltura laminada puede cubrir completamente la porción de sustrato. Alternativamente, la envoltura laminada puede cubrir parcialmente la porción de sustrato y cubrir parcialmente la porción de filtro. Alternativamente, la envoltura laminada puede o cubrir completamente la porción de sustrato y cubrir parcialmente la porción de filtro o cubrir parcialmente la porción de sustrato y cubrir completamente la porción de filtro.
La envoltura laminada puede cubrir una longitud de 20 milímetros a 35 milímetros de la porción de sustrato de aerosol. Si el artículo generador de aerosol comprende una porción de filtro, la envoltura laminada puede cubrir una longitud de 20 milímetros a 50 milímetros del artículo generador de aerosol. La envoltura laminada puede cubrir al menos el 50 %, con mayor preferencia al menos el 70 %, con mayor preferencia al menos el 90 % de la longitud del sustrato formador de aerosol.
Si la envoltura laminada se proporciona cubriendo al menos parcialmente la porción de filtro, se puede proporcionar un aislamiento térmico optimizado en la porción de filtro. A este respecto, el aerosol generado por el calentamiento de la porción de sustrato que contiene el sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol puede ser aspirado hacia el extremo de la porción de filtro. Aislar la porción de filtro puede optimizar el mantenimiento del aerosol, mientras el aerosol fluye a través de la porción de filtro. Este efecto puede lograrse particularmente mediante la capa de aislamiento térmico de la envoltura laminada. Además, la capa conductora de calor de la envoltura laminada puede transferir calor hacia los alrededores de la porción de filtro. Este calor puede optimizar el mantenimiento del aerosol en la porción de filtro o incluso ayudar a crear aerosol en la porción de filtro. Además, aislar la porción de filtro del artículo generador de aerosol puede prevenir ventajosamente la degradación no intencionada de la porción de filtro por el calor aplicado.
En una modalidad preferida, la porción de filtro se forma a partir de acetato de celulosa.
En una modalidad preferida, la porción de filtro comprende un tubo hueco de acetato de celulosa.
La porción de filtro tiene preferentemente un diámetro exterior que es aproximadamente igual al diámetro exterior del artículo generador de aerosol.
La porción de filtro puede tener un diámetro exterior de entre aproximadamente 4 milímetros y aproximadamente 8 milímetros, por ejemplo, de entre aproximadamente 5 milímetros y aproximadamente 6 milímetros, preferentemente alrededor de 5,3 milímetros. La porción de filtro puede tener una longitud total entre aproximadamente 10 milímetros y aproximadamente 25 milímetros.
El artículo generador de aerosol puede ser de forma esencialmente cilíndrica. Sin embargo, alternativamente se pueden usar otras secciones transversales. De hecho, la sección transversal del artículo generador de aerosol puede variar a lo largo de su longitud, por ejemplo, variando la forma de la sección transversal o las dimensiones de la sección transversal. El artículo generador de aerosol puede ser esencialmente alargado. El artículo generador de aerosol puede tener una longitud y una circunferencia esencialmente perpendiculares a la longitud. El sustrato formador de aerosol puede tener una forma esencialmente cilíndrica. El sustrato formador de aerosol puede ser esencialmente alargado. El sustrato formador de aerosol también puede tener una longitud y una circunferencia esencialmente perpendicular a la longitud.
El artículo generador de aerosol puede tener una longitud total entre 30 milímetros y 60 milímetros, preferentemente entre 40 milímetros y 50 milímetros, con mayor preferencia 45 milímetros. El artículo generador de aerosol puede tener un diámetro externo entre aproximadamente 4 milímetros y 8 milímetros, preferentemente entre 5 milímetros y 6 milímetros, con mayor preferencia aproximadamente 5,3 milímetros. En una modalidad, el artículo generador de aerosol tiene una longitud total de aproximadamente 45 milímetros. Además, el sustrato formador de aerosol puede tener una longitud de entre 20 milímetros a 55 milímetros. Preferentemente, el sustrato formador de aerosol empleado en el artículo generador de aerosol es un sustrato no líquido formador de aerosol. Como se usa en la presente, el término 'sustrato no líquido formador de aerosol' se refiere a un sustrato capaz de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Tales compuestos volátiles pueden liberarse mediante el calentamiento del sustrato formador de aerosol. Un sustrato formador de aerosol puede convenientemente ser parte de un artículo generador de aerosol o artículo para fumar.
El sustrato formador de aerosol es un sustrato capaz de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Los compuestos volátiles pueden liberarse mediante el calentamiento del sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede comprender nicotina. El sustrato formador de aerosol puede comprender material de origen vegetal. El sustrato formador de aerosol puede comprender tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material que contiene tabaco que contiene compuestos volátiles con sabor a tabaco, que se liberen del sustrato formador de aerosol al calentarse. Alternativamente, el sustrato formador de aerosol puede comprender un material que no contiene tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender material de origen vegetal homogeneizado, que incluye tabaco homogeneizado, por ejemplo, fabricado mediante, por ejemplo, un proceso de fabricación de papel o un proceso de fundición. Preferentemente, el sustrato formador de aerosol se proporciona como picadura impregnado con un formador de aerosol.
La capa aislante térmica puede comprender uno o más de papel, preferentemente papel de envoltura de cigarrillo, fibras de algodón o vidrio. Estos materiales tienen un alto aislamiento térmico. Además, estos materiales están fácilmente disponibles.
La envoltura laminada tiene un grosor de entre 30 micrómetros y 100 micrómetros, preferentemente de entre 50 micrómetros y 70 micrómetros, preferentemente entre 55 micrómetros y 58 micrómetros, con mayor preferencia aproximadamente 56,5 micrómetros.
A lo largo del documento, el término 'aproximadamente' representa una variación intrínseca de hasta ±2 dígitos en el último dígito. Por ejemplo, el término 'aproximadamente 56,5 micrómetros' puede incluir un intervalo de 56,3 micrómetros a 56,7 micrómetros. Alternativamente, el término 'aproximadamente' puede incluir una incertidumbre de hasta el 5 %, sea cual sea el valor mayor.
El grosor de la envoltura laminada puede permitir la laminación de la capa aislante térmica y la capa conductora de calor. Además, se puede lograr la estabilidad dimensional de la envoltura laminada.
La capa conductora de calor puede tener un grosor de entre 4 micrómetros y 25 micrómetros, preferentemente entre 5 micrómetros y 10 micrómetros, preferentemente entre 6 micrómetros y 7 micrómetros, con mayor preferencia de aproximadamente 6,5 micrómetros.
El grosor de la capa conductora puede optimizar la distribución de calor. El grosor de la capa conductora puede permitir la transferencia de calor axial a través de la capa conductora, así como una transferencia de calor en dirección radial hacia el interior hacia el sustrato formador de aerosol.
La fuente de alimentación puede ser cualquier fuente de alimentación adecuada, por ejemplo, una fuente de tensión de CC tal como una batería. En una modalidad, el suministro de energía es una batería de iones de litio.
La capa aislante térmica puede tener un grosor de entre 25 micrómetros y 75 micrómetros, preferentemente entre 40 micrómetros y 60 micrómetros, con mayor preferencia 50 micrómetros.
El grosor de la capa aislante térmica puede optimizar el aislamiento térmico. La capa de aislamiento térmico puede actuar como una capa para aumentar la integridad estructural de la envoltura laminada. La capa de aislamiento térmico puede formar un soporte para la capa conductora de calor.
La capa aislante térmica puede disponerse rodeando la capa conductora de calor. El calor puede quedar atrapado dentro del artículo generador de aerosol por la capa de aislamiento térmico que rodea la capa conductora de calor. Preferentemente, la capa de aislamiento térmico es la capa más exterior del artículo generador de aerosol.
El artículo generador de aerosol puede tener una sección transversal asimétrica. El término 'sección transversal asimétrica' denota un perfil o sección transversal del artículo generador de aerosol, que solo permite la inserción del artículo generador de aerosol en una cámara de calentamiento de un dispositivo generador de aerosol en una orientación específica o en múltiples orientaciones específicas. En este caso, la cámara de calentamiento tendría preferentemente una sección transversal correspondiente, que se describirá más adelante con más detalle con respecto al dispositivo generador de aerosol. Una sección transversal circular no es una sección transversal asimétrica. Una sección transversal rectangular puede considerarse una sección transversal asimétrica de conformidad con la presente invención. Una sección transversal rectangular solo puede permitir la inserción del artículo generador de aerosol en dos o cuatro orientaciones. Se habilitarían cuatro orientaciones, si la sección transversal del artículo generador de aerosol fuera cuadrada, de lo contrario, se habilitarían dos orientaciones. La sección transversal del artículo generador de aerosol también podría tener una forma de manera que el artículo generador de aerosol insertado en la cámara de calentamiento con la forma correspondiente solo podría insertarse en una única orientación. Una inserción que solo está habilitada en una o más orientaciones específicas también puede indicarse como una configuración enchavetada del artículo generador de aerosol. El término sección transversal asimétrica ignora en la consideración de la simetría la estructura inherente del sustrato formador de aerosol, en particular la orientación aleatoria de las tiras de picadura.
La envoltura laminada puede comprender múltiples capas conductoras de calor que se superponen entre sí en la dirección axial del artículo generador de aerosol. De conformidad con este aspecto, se definen diferentes zonas de calentamiento del artículo generador de aerosol, vistas en una dirección axial del artículo generador de aerosol. En las diferentes áreas de calentamiento, pueden superponerse diferentes números de capas conductoras. Preferentemente, en una primera área de calentamiento, se puede proporcionar una sola capa conductora de calor. Esta primera área de calentamiento puede configurarse de manera similar al área de calentamiento descrita anteriormente. En esta primera área de calentamiento, preferentemente solo se proporciona la única capa conductora de calor sin que la envoltura laminada comprenda una capa de aislamiento térmico. En una segunda área de calentamiento, se pueden proporcionar dos capas conductoras de calor adyacentes entre sí en una dirección radial del artículo generador de aerosol. En otras palabras, dos capas conductoras de calor pueden cubrir el sustrato formador de aerosol en la segunda área de calentamiento. Proporcionar múltiples capas conductoras de calor tiene el efecto de que el calor puede tardar más en transmitirse desde el exterior del artículo generador de aerosol al interior del artículo generador de aerosol donde se proporciona el sustrato formador de aerosol. Consecuentemente, estas diferentes áreas de calentamiento pueden proporcionar un calentamiento por etapas. Por supuesto, podrían proporcionarse más de dos áreas de calentamiento. Por ejemplo, se podría proporcionar una tercera área de calentamiento, en la que se disponen tres capas conductoras de calor que rodean el sustrato formador de aerosol. Se pueden proporcionar más de tres áreas de calefacción. Preferentemente, cada área de calentamiento adicional comprende una capa conductora de calor adicional. La capa conductora de calor de la primera área de calentamiento puede extenderse sobre todas las zonas de calentamiento. La capa conductora de calor de la segunda área de calentamiento puede extenderse sobre la segunda área de calentamiento y todas las zonas de calentamiento adicionales, pero no sobre la primera área de calentamiento. De esta forma, podría lograrse una disposición relativamente sencilla en la que se proporcionen múltiples áreas de calentamiento para un efecto de calentamiento por etapas. El efecto de calentamiento por etapas puede generar un retraso en el calentamiento en las diferentes áreas de calentamiento del artículo generador de aerosol. Por lo tanto, se puede lograr la vaporización gradual del sustrato formador de aerosol en las áreas de calentamiento. Se puede proporcionar un área de calentamiento para una bocanada única, de manera que, para cada bocanada, se puede realizar una vaporización de sustrato optimizada. El artículo generador de aerosol puede configurarse para un número específico de bocanadas y el número de áreas de calentamiento puede corresponder a este número específico de bocanadas.
Adicional o alternativamente a proporcionar múltiples capas conductoras de calor, pueden proporcionarse múltiples capas aislantes de calor. Las múltiples áreas de calentamiento como se describió anteriormente pueden comprender múltiples capas de aislamiento térmico. La envoltura laminada puede comprender un número total fijo de capas. En cada una de las múltiples áreas de calentamiento, el número total de capas puede corresponder al número total de capas de la envoltura laminada. Por ejemplo, si la envoltura laminada comprende cuatro capas, se puede proporcionar un área aislante, en la que solo se disponen cuatro capas aislantes. En una primera área de calentamiento, se puede proporcionar una única capa conductora de calor y tres capas aislantes del calor. En una segunda área de calentamiento, se pueden proporcionar dos capas conductoras de calor y capas de aislamiento térmico. En una tercera área de calentamiento, se pueden proporcionar tres capas conductoras y una capa de aislamiento térmico. Finalmente, en una cuarta área de calentamiento, se pueden prever capas conductoras y no capa aislante. Por supuesto, este ejemplo sólo debe entenderse ejemplarmente. Se pueden proporcionar menos o más áreas de calentamiento según se desee. Si se proporcionan capas de aislamiento térmico como se describe en la presente descripción en las áreas de calentamiento, es probable que un área de calentamiento con el mayor número de capas conductoras de calor y el menor número de capas de aislamiento térmico transfiera la mayor cantidad de energía térmica desde el exterior del artículo generador de aerosol en el interior del artículo generador de aerosol en el que se dispone el sustrato formador de aerosol. Es probable que cada área de calentamiento sucesiva, en la que disminuye el número de capas conductoras de calor y aumenta el número de capas de aislamiento térmico, transfiera menos energía térmica desde el exterior del artículo generador de aerosol al interior del artículo generador de aerosol. A modo de ejemplo, si el elemento de calentamiento de un dispositivo generador de aerosol calentara uniformemente el exterior del artículo generador de aerosol, el calor alcanzaría gradualmente el interior del artículo generador de aerosol para crear un aerosol inhalable. Este efecto podría desearse para crear un efecto de calentamiento por etapas. Además, proporcionando una envoltura laminada con un número fijo de capas, el grosor de la envoltura laminada y, por lo tanto, el diámetro del artículo generador de aerosol puede mantenerse constantes.
La capa conductora de calor puede comprender uno o más de agujeros, una forma de anillo, una forma helicoidal, una forma helicoidal con cambios de ancho, variaciones axiales y cambios de grosor radial.
Diferentes formas de la capa conductora de calor pueden lograr diferentes regímenes de calentamiento. Para optimizar la vaporización del sustrato formador de aerosol, estas diferentes formas de la capa conductora de calor pueden emplearse beneficiosamente. Si se proporcionan múltiples capas conductoras de calor, cada capa conductora de calor puede tener una forma deseada que puede ser similar o diferente a la forma de las capas conductoras de calor adicionales. La capa de aislamiento térmico de la envoltura laminada dispuesta cubriendo parcialmente la capa conductora de calor puede disponerse de manera que la forma de la capa conductora de calor que no está cubierta por la capa de aislamiento térmico puede tener formas diferentes. Por ejemplo, una forma de anillo de la capa conductora de calor se puede realizar en un uniforme de una capa conductora de calor que está parcialmente cubierta por la capa de aislamiento térmico, de modo que una porción en forma de anillo de la capa conductora de calor no está cubierta por la capa de aislamiento térmico. Lo mismo se puede aplicar para las otras formas mencionadas anteriormente de la capa conductora de calor. Alternativamente, la propia capa conductora de calor puede tener tal forma. Si la capa conductora tiene variaciones axiales, preferentemente, las áreas de calentamiento como se describió anteriormente tienen una forma diferente entre sí. Por ejemplo, la primera área de calentamiento puede tener una forma anular con una longitud axial relativamente pequeña seguida de una segunda área de calentamiento con una longitud axial más larga. Por ejemplo, la longitud real de una primera área de calentamiento puede ser de aproximadamente 1 milímetro y la longitud axial de una segunda área de calentamiento puede ser de aproximadamente 2 milímetros. Esto sólo debe entenderse ejemplarmente. Puede elegirse cualquier longitud axial deseada y forma de una o más áreas de calentamiento. Los cambios de grosor radiales de la capa conductora de calor significan que la capa conductora de calor no tiene un grosor uniforme. En algunas modalidades, el grosor de la capa conductora puede variar sobre la longitud axial de la capa conductora de calor. Particularmente, las diferentes áreas de calentamiento, como se describió anteriormente, pueden ser una única capa conductora de calor con un grosor variable en lugar de múltiples capas conductoras del calor. De manera similar, el grosor de la capa de aislamiento térmico puede variar, si se desea.
La invención también se refiere a un dispositivo generador de aerosol que comprende una cámara de calentamiento y un elemento de calentamiento dispuesto adyacente a la cámara de calentamiento. La cámara de calentamiento está configurada para la inserción de un artículo generador de aerosol como se describió anteriormente. Cuando se inserta un artículo generador de aerosol en la cámara de calentamiento, el elemento de calentamiento está configurado para calentar un área de calentamiento del artículo generador de aerosol, en la que solo se dispone la capa conductora de calor.
La cámara de calentamiento puede tener una forma cilíndrica para la inserción del artículo generador de aerosol. La cámara de calentamiento puede ser una cavidad. La cámara de calentamiento puede tener un perfil o sección transversal circular. Si el artículo generador de aerosol tiene un perfil asimétrico, como se describió anteriormente, la cámara de calentamiento tiene preferentemente un perfil asimétrico correspondiente. Por ejemplo, si el artículo generador de aerosol tiene un perfil rectangular, la cámara de calentamiento tiene preferentemente un perfil rectangular. Si el artículo generador de aerosol tiene un perfil asimétrico configurado para permitir la inserción del artículo generador de aerosol en la cámara de calentamiento en una única orientación, la cámara de calentamiento tiene preferentemente una sección transversal correspondiente. Por ejemplo, el artículo generador de aerosol puede comprender una ranura, tuerca, hombro o un elemento similar a lo largo de la longitud del artículo generador de aerosol y en el exterior del artículo generador de aerosol, la cámara de calentamiento puede comprender una ranura, tuerca correspondiente, hombro o elemento similar para acoplarse con el elemento del artículo generador de aerosol para permitir la inserción del artículo generador de aerosol en una única orientación específica.
El elemento de calentamiento puede disponerse dentro o alrededor de la cámara de calentamiento. El elemento de calentamiento puede estar dispuesto dentro o alrededor de la cámara de calentamiento para calentar un artículo generador de aerosol insertable en la cámara de calentamiento. Alternativa o adicionalmente, o, además, se puede proporcionar un elemento de calentamiento interno, por ejemplo, un pasador o una lámina que se inserta para su uso, al menos parcialmente, en el sustrato formador de aerosol.
Por ejemplo, el dispositivo puede incluir un elemento de calentamiento externo colocado alrededor de un perímetro de la cámara de calentamiento. Un elemento de calentamiento externo puede adoptar cualquier forma adecuada. Por ejemplo, un elemento de calentamiento externo puede adoptar la forma de una o más envolturas de papel calentadoras flexibles sobre un sustrato dieléctrico, tal como una poliimida. Las láminas de calentamiento flexibles pueden formarse para adaptarse al perímetro de la cámara de calentamiento. Alternativamente, un elemento de calentamiento externo puede adoptar la forma de una rejilla o rejillas metálicas, una placa de circuito impreso flexible, un dispositivo de interconexión moldeado (MID), un elemento de calentamiento de cerámica, un elemento de calentamiento de fibra de carbono flexible o puede formarse utilizando una técnica de recubrimiento, tal como deposición de vapor de plasma, sobre un sustrato de forma adecuada. Un elemento de calentamiento externo también puede formarse por medio del uso de un metal con una relación definida entre temperatura y resistividad. En tales dispositivos ilustrativos, el metal puede formarse como una pista entre dos capas de materiales aislantes adecuados. Un elemento de calentamiento externo que se forma de esta manera puede usarse para calentar y controlar la temperatura del elemento de calentamiento externo durante la operación. El elemento de calentamiento puede configurarse para calentar a una temperatura de alrededor de 200 grados centígrados. El elemento de calentamiento también puede estar configurado como elemento de calentamiento inductivo, en cuyo caso el elemento de calentamiento comprende preferentemente una bobina de inducción. En esta modalidad, el sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol puede comprender un material susceptor para generar calor dentro del sustrato formador de aerosol. Alternativamente, en esta modalidad, un material susceptor, por ejemplo, en forma de lámina o pasador, puede disponerse dentro de la cámara de calentamiento para penetrar el sustrato formador de aerosol de un artículo generador de aerosol, cuando el artículo generador de aerosol es insertado en la cámara de calentamiento.
El elemento de calentamiento puede disponerse alrededor de la cámara de calentamiento para calentar uniformemente la cámara de calentamiento. Esto puede tener el efecto de que el artículo generador de aerosol, particularmente la porción de sustrato del artículo generador de aerosol, se calienta uniformemente cuando el artículo generador de aerosol se inserta en la cámara de calentamiento. Como se describió anteriormente, la envoltura laminada que rodea el artículo generador de aerosol puede tener una estructura específica para permitir un calentamiento por etapas del sustrato formador de aerosol dentro del artículo generador de aerosol. Particularmente, la envoltura laminada puede crear diferentes áreas de calentamiento. Estas diferentes áreas de calentamiento pueden utilizarse particularmente cuando el artículo generador de aerosol se calienta uniformemente desde el exterior por medio del elemento de calentamiento dispuesto alrededor de la cámara de calentamiento.
Alternativamente, el elemento de calentamiento puede configurarse para calentar áreas específicas del artículo generador de aerosol, cuando el artículo generador de aerosol se inserta en la cámara de calentamiento. El elemento de calentamiento puede comprender múltiples porciones de calentamiento controlables por separado para este fin. Estas porciones de calentamiento controlables por separado pueden disponerse a lo largo de la longitud longitudinal de la cámara de calentamiento para calentar secciones separadas del artículo generador de aerosol. Preferentemente, las porciones de calentamiento controlables por separado están configuradas para calentar diferentes áreas de calentamiento del artículo generador de aerosol. Cada una de las porciones de calentamiento controlables por separado puede rodear completamente la cámara de calentamiento. Las porciones de calentamiento controlables por separado pueden controlarse mediante un circuito eléctrico, que se describe a continuación con más detalle. Como alternativa o adicionalmente, las porciones de calentamiento controlables por separado pueden estar dispuestas paralelas al eje longitudinal de la cámara de calentamiento. En lugar de porciones de calentamiento controlables por separado, el elemento de calentamiento puede configurarse para generar un gradiente de calentamiento durante el calentamiento. El elemento de calentamiento puede estar configurado para crear un gradiente de calentamiento a lo largo del eje longitudinal de la cámara de calentamiento paralelo al eje longitudinal de la cámara de calentamiento.
El elemento de calentamiento puede configurarse para emitir calor hacia el artículo generador de aerosol, cuando el artículo generador de aerosol se inserta en la cámara de calentamiento. El calor puede ser absorbido y transferido de forma óptima por la capa conductora de calor de la envoltura laminada del artículo generador de aerosol. El calor puede ser emitido o transferido por la capa conductora de calor al sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol. Este efecto es particularmente útil si la fuente de calor no aplica el calor de manera homogénea. En consecuencia, la capa conductora de calor puede transportar el calor de la fuente de calor a lo largo del sustrato generador de aerosol y distribuirlo según sea necesario, ya sea homogéneamente cuando la cobertura de la capa conductora de calor es homogénea en todo el sustrato generador de aerosol. Alternativamente, el calor de la fuente de calor se distribuye selectivamente por todo el sustrato generador de aerosol donde la cobertura de la capa conductora de calor no es completa en todo el sustrato generador de aerosol.
Como se usa en la presente, un 'dispositivo generador de aerosol' se refiere a un dispositivo que interactúa con un sustrato formador de aerosol para generar un aerosol. El sustrato formador de aerosol puede ser parte de un artículo generador de aerosol. Un dispositivo generador de aerosol puede ser un dispositivo que interactúa con un sustrato formador de aerosol de un artículo generador de aerosol para generar un aerosol. El dispositivo generador de aerosol puede comprender un alojamiento, circuitos eléctricos, un suministro de energía, una cámara de calentamiento y un elemento de calentamiento. El dispositivo generador de aerosol puede comprender opcionalmente una boquilla
Los circuitos eléctricos pueden comprender un microprocesador, que puede ser un microprocesador programable. El microprocesador puede ser parte de un controlador. El circuito eléctrico puede comprender otros componentes electrónicos. Los circuitos eléctricos pueden configurarse para regular un suministro de energía al elemento de calentamiento. La energía puede suministrarse al elemento de calentamiento de forma continua luego de la activación del sistema o puede suministrarse de forma intermitente, tal como en una base de bocanada a bocanada. La energía puede suministrarse al elemento de calentamiento en la forma de pulsos de corriente eléctrica. El circuito eléctrico puede configurarse para monitorear la resistencia eléctrica del elemento de calentamiento y, preferentemente, para controlar el suministro de energía al elemento de calentamiento dependiendo de la resistencia eléctrica del elemento de calentamiento.
El dispositivo puede comprender una fuente de alimentación, típicamente una batería, dentro del cuerpo principal. Como alternativa, el suministro de energía puede ser otra forma de dispositivo de almacenamiento de carga, como un condensador. El suministro de energía puede requerir recarga y puede tener una capacidad que permita almacenar suficiente energía para una o más experiencias de uso; por ejemplo, el suministro de energía puede tener capacidad suficiente para generar aerosol continuamente durante un período de alrededor de seis minutos o durante un período de un múltiplo de seis minutos. En otro ejemplo, el suministro de energía puede tener capacidad suficiente para crear un aerosol para múltiples bocanadas.
Alternativamente, el suministro de energía puede ser una batería de hidruro de níquel-metal, una batería de níquelcadmio, o una batería a base de litio, por ejemplo, una batería de litio-cobalto, una batería de litio-hierro-fosfato, litiotitanato o litio-polímero.
El dispositivo generador de aerosol puede comprender una boquilla. La boquilla puede ser un elemento separado o formar parte integral del dispositivo generador de aerosol. La boquilla se puede conectar o conectar con el dispositivo generador de aerosol, preferentemente mediante una bisagra. La boquilla puede estar configurada como un elemento venturi. La boquilla puede configurarse conectable con el artículo generador de aerosol. La boquilla puede configurarse insertable en la porción de filtro del artículo generador de aerosol.
La presente descripción también se refiere a un sistema que comprende un dispositivo generador de aerosol como se describe en la presente descripción y un artículo generador de aerosol como se describe en la presente descripción. La invención también se refiere a un sistema que comprende un artículo generador de aerosol como se describe en la presente descripción y una boquilla, preferentemente un elemento venturi, como se describe en la presente descripción. La invención también se refiere a un sistema que comprende un dispositivo generador de aerosol, un artículo generador de aerosol y una boquilla.
La presente descripción también se refiere a un método para fabricar un artículo generador de aerosol, en donde el método puede comprender las siguientes etapas:
i. proporcionar un artículo generador de aerosol que comprende un sustrato formador de aerosol, en donde el sustrato formador de aerosol comprende picadura de material vegetal, y en donde la picadura de material vegetal comprende al menos el 25 por ciento de lámina vegetal por peso del material vegetal total y en donde el sustrato formador de aerosol comprende además entre aproximadamente 6 por ciento y aproximadamente 20 por ciento de un formador de aerosol, y
ii. envolviendo al menos parcialmente una envoltura laminada alrededor del sustrato formador de aerosol, en donde la envoltura laminada comprende una capa conductora de calor y una capa de aislamiento térmico, y donde la capa conductora de calor y la capa de aislamiento térmico se superponen a lo largo de una dirección axial del artículo generador de aerosol.
El método puede comprender la etapa de insertar el artículo generador de aerosol en la cámara de calentamiento del dispositivo generador de aerosol. El método puede comprender el paso de calentar el artículo generador de aerosol.
Las características descritas en relación con un aspecto pueden aplicarse igualmente a otros aspectos de la invención.
La invención se describirá, además, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de un artículo generador de aerosol insertado en una cámara de calentamiento de un dispositivo generador de aerosol;
La Figura 2 muestra diferentes modalidades de una capa conductora de calor de una envoltura laminada del artículo generador de aerosol; y
La Figura 3 muestra una vista en sección transversal de una modalidad de la envoltura laminada con múltiples capas conductoras de calor y múltiples capas aislantes de calor.
La Figura 1 muestra un artículo generador de aerosol 10. El artículo generador de aerosol 10 ha sido insertado en una cámara de calentamiento 12 de un dispositivo generador de aerosol 14. El artículo generador de aerosol 10 comprende una porción de sustrato 16 que contiene sustrato formador de aerosol. En la modalidad mostrada en la Figura 1, el artículo generador de aerosol 10 comprende además una porción de filtro 18 en forma de un tubo de acetato hueco. La porción de filtro 18 está dispuesta corriente abajo de la porción de sustrato 16. La porción de filtro 18 es opcional.
La Figura 1 muestra una envoltura laminada 20, que se envuelve alrededor de la porción de sustrato 16 y la porción de filtro 18 del artículo generador de aerosol 10. Si no se proporciona una porción de filtro 18, la envoltura laminada 20 solo se envuelve alrededor de la porción de sustrato 16. La envoltura laminada 20 comprende una capa conductora de calor 22 y una capa de aislamiento térmico 24. La capa conductora de calor 22 está dispuesta en el interior, lo que significa directamente adyacente al sustrato formador de aerosol o la porción de filtro 18. La capa de aislamiento térmico 24 está dispuesta envuelta alrededor de la capa conductora de calor 22.
La capa aislante térmica 24 y la capa conductora de calor 22 se superponen a lo largo de la longitud longitudinal del artículo generador de aerosol 10. En la modalidad mostrada en la Figura 1, la parte inferior del artículo generador de aerosol 10, que es el extremo corriente arriba 26 del artículo generador de aerosol 10, solo se envuelve con la capa conductora de calor 22. Por lo tanto, la porción de sustrato 16 está envuelta por la capa conductora de calor 22. En la parte superior del artículo generador de aerosol 10, que es el extremo corriente abajo 28 del artículo generador de aerosol 10, se proporciona la porción de filtro 18. La porción de filtro 18 solo está envuelta por la capa de aislamiento térmico 24 de la envoltura laminada 20. Entre la parte de la porción de sustrato 16 adyacente al extremo corriente arriba 26 del artículo generador de aerosol 10 y la porción de filtro 18 adyacente al extremo corriente abajo 28 del artículo generador de aerosol 10, la envoltura laminada 20 envuelve el artículo generador de aerosol 10 comprende la capa conductora de calor 22 así como la capa de aislamiento térmico 24.
Cuando el artículo generador de aerosol 10 se inserta en el dispositivo generador de aerosol 14, como se representa en la Figura 1, un elemento de calentamiento 30 del dispositivo generador de aerosol 14 puede disponerse adyacente a la capa conductora de calor 22 cerca del extremo corriente arriba 26 del artículo generador de aerosol 10. Esta región del artículo generador de aerosol 10, cubierta únicamente con la capa conductora de calor 22, está configurada como un área de calentamiento 32. En esta área, el calor emitido por el elemento de calentamiento 30 viaja directamente a la capa conductora de calor 22 de la envoltura laminada 20. Por lo tanto, el calor es absorbido por la capa conductora de calor 22 y luego se transmite hacia el sustrato formador de aerosol contenido dentro del artículo generador de aerosol 10. Además, el calor absorbido por la capa conductora de calor 22 se transfiere dentro de la capa conductora de calor 22 en una dirección axial del artículo generador de aerosol 10 de manera que se pueda lograr un calentamiento uniforme. En otras palabras, se puede proporcionar un elemento de calentamiento 30 relativamente pequeño para calentar un área de calentamiento 32 relativamente pequeña del artículo generador de aerosol 10 en comparación con el tamaño completo de la porción de sustrato 16 del artículo generador de aerosol 10. Aun así, por medio de la alta conductividad térmica de la capa conductora de calor 22, el calor puede distribuirse uniformemente sobre la porción de sustrato 16 del artículo generador de aerosol 10.
El elemento de calentamiento 30 puede disponerse alternativamente alrededor de toda la cámara de calentamiento 12 o de grandes partes de la cámara de calentamiento 12 para lograr un calentamiento más uniforme del artículo generador de aerosol 10.
La capa aislante térmica 24 absorbe el calor dentro del artículo generador de aerosol 10, cuando el calor ha alcanzado el interior del artículo generador de aerosol 10 por medio de la capa conductora de calor 22. Como puede verse en la Figura 1, la capa aislante térmica 24 se extiende preferentemente sobre la porción de filtro 18 dispuesta adyacente al extremo corriente abajo 28 del artículo generador de aerosol 10. De esta manera, el calor no se escapa, o se escapa a un ritmo reducido, en el área de la porción de filtro 18. Esta funcionalidad mejora la formación del aerosol y estabiliza el aerosol, cuando el aerosol se extrae de la porción de sustrato 16 a través de la porción de filtro 18 durante una bocanada.
Para operar el dispositivo generador de aerosol 14, la Figura 1 muestra componentes adicionales del dispositivo generador de aerosol 14. A este respecto, el dispositivo generador de aerosol 14 comprende un suministro de energía 34, preferentemente una batería, para alimentar el elemento de calentamiento 30. El suministro de energía eléctrica desde la fuente de alimentación 34 hacia el elemento de calentamiento 30 está controlado por el circuito eléctrico 36.
Como se explicará más abajo con respecto a las Figuras 2 y 3, un efecto de calentamiento por etapas puede lograrse mediante la envoltura laminada 20 del artículo generador de aerosol 10. La Figura 2 muestra diferentes modalidades de la envoltura laminada 20, más particularmente de la capa conductora de calor 22 de la envoltura laminada 20. La parte superior de la figura 2 muestra una modalidad en la que se proporcionan orificios 38 en la capa conductora de calor 22. Los orificios 38 pueden cambiar las características de transferencia de calor de la capa conductora de calor 22. Como se indica en la parte izquierda del artículo generador de aerosol 10 representado en la parte superior de la Figura 2, se pueden proporcionar más agujeros 38 en una región corriente arriba de la porción de sustrato 16 en comparación con una región corriente abajo de la porción de sustrato 16. Como consecuencia, se pueden realizar áreas de calentamiento 32, en las que el sustrato formador de aerosol se calienta más rápido o más lento. Por lo tanto, se puede lograr un efecto de calentamiento por etapas.
La parte central de la Figura 2 muestra una modalidad, en la que la capa conductora de calor 22 se proporciona con una forma anular. Múltiples áreas de calentamiento 32 son proporcionadas por múltiples anillos anulares que rodean la circunferencia del sustrato formador de aerosol. Las porciones entre las áreas de calentamiento 32 pueden estar cubiertas por una o más capas de aislamiento térmico 24.
La parte inferior de la Figura 2 muestra una modalidad, en la que la capa conductora de calor 22 tiene una configuración helicoidal. Esta modalidad se puede lograr proporcionando una tira de capa conductora de calor 22 y enrollando la tira alrededor del sustrato formador de aerosol. Alternativamente, se puede proporcionar una capa conductora de calor continua 22, en donde las partes entre las partes helicoidales de la capa conductora de calor 22 pueden estar cubiertas por una o más capas de aislamiento térmico 24. Las partes helicoidales de la capa conductora de calor 22 pueden realizar áreas de calentamiento 32 del artículo generador de aerosol 10.
La Figura 3 muestra una modalidad adicional de la envoltura laminada 20, en la que se proporcionan múltiples capas de aislamiento térmico 24 y múltiples capas conductoras de calor 22. La modalidad que se muestra en la Figura 3 es particularmente beneficiosa, si el elemento de calentamiento 30 del dispositivo generador de aerosol 14 calienta uniformemente el entorno del artículo generador de aerosol 10, cuando el artículo generador de aerosol 10 se inserta en la cámara de calentamiento 12. Las múltiples capas de la envoltura laminada 20 que se muestra en la Figura 3 se proporcionan para crear múltiples regiones de calentamiento. La parte izquierda de la envoltura laminada 20 representada en la figura 3 muestra una primera área de calentamiento 40, en la que se proporcionan tres capas 22 conductoras de calor. En esta región, el calor puede viajar rápidamente a través de las capas conductoras de calor 22 y hacia el sustrato formador de calor contenido dentro del artículo generador de calor. La parte central de la envoltura laminada 20 muestra una segunda área de calentamiento 42, en la que dos capas conductoras de calor 22 están dispuestas rodeando el sustrato formador de aerosol, mientras que una única capa de aislamiento térmico 24 está dispuesta rodeando las dos capas conductoras de calor 22. Esta segunda área de calentamiento 42 tardará más en calentarse debido a la capa de aislamiento térmico 24. Si todas las áreas de calentamiento se calientan uniformemente mediante el elemento de calentamiento 30 del dispositivo generador de aerosol 14, se puede lograr un efecto de calentamiento por etapas como se indica mediante las flechas en la Figura 3, que indican la dirección del calor. La primera área de calentamiento 40 puede calentarse más rápido que la segunda área de calentamiento 42. La parte derecha de la Figura 3 muestra una tercera área de calentamiento 44, en la que solo se proporciona una única capa conductora de calor 22, mientras que se proporcionan dos capas de aislamiento térmico 24. Esta área de calentamiento se calentará incluso más lentamente que la segunda área de calentamiento 42.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Artículo generador de aerosol (10) que comprende:
una porción de filtro y
una porción de sustrato que contiene un sustrato formador de aerosol, en donde el sustrato formador de aerosol comprende picadura de material vegetal, y en donde la picadura de material vegetal comprende al menos 25 por ciento de lámina vegetal por peso del material vegetal total y en donde el sustrato formador de aerosol comprende además entre aproximadamente 6 por ciento y aproximadamente 20 por ciento de un formador de aerosol,
una envoltura laminada (20) dispuesta al menos parcialmente envuelta alrededor del sustrato formador de aerosol, en donde la envoltura laminada (20) comprende una capa conductora de calor (22) y una capa de aislamiento térmico (24),
en donde la envoltura laminada (20) tiene un grosor de entre 30 micrómetros y 100 micrómetros, y en donde la capa conductora de calor (22) y la capa aislante térmica (24) se superponen a lo largo de una dirección axial del artículo generador de aerosol (10),
en donde el artículo generador de aerosol incluye una sección de filtro adicional, donde la sección de filtro adicional comprende un material de filtración,
en donde la porción de filtro comprende un tubo de acetato hueco.
2. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con la reivindicación 1, en donde la envoltura laminada (20) comprende al menos un área de calentamiento (32) en la que solo está dispuesta la capa conductora de calor (22).
3. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con la reivindicación 2, en donde el área de calentamiento (32) tiene forma anular.
4. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la capa conductora de calor (22) comprende uno o más de aluminio, estaño y cobre.
5. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la capa de aislamiento térmico (24) comprende uno o más de papel, preferentemente papel de envolver cigarrillos.
6. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la envoltura laminada (20) tiene un grosor de entre 50 micrómetros y 70 micrómetros, preferentemente entre 55 micrómetros y 58 micrómetros, con mayor preferencia aproximadamente 56,5 micrómetros.
7. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con una cualquier reivindicación anterior, en donde la capa conductora de calor (22) tiene un grosor de entre 4 micrómetros y 25 micrómetros, preferentemente entre 5 micrómetros y 10 micrómetros, preferentemente entre 6 micrómetros y 7 micrómetros, con mayor preferencia aproximadamente 6,5 micrómetros.
8. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la capa de aislamiento térmico (24) tiene un grosor de entre 25 micrómetros y 75 micrómetros, preferentemente entre 40 micrómetros y 60 micrómetros, con mayor preferencia 50 micrómetros.
9. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la capa de aislamiento térmico (24) está dispuesta rodeando la capa conductora de calor (22).
10. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el artículo generador de aerosol (10) tiene un perfil asimétrico.
11. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la envoltura laminada (20) comprende múltiples capas conductoras de calor (22) que se superponen entre sí en la dirección axial del artículo generador de aerosol (10).
12. Artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la capa conductora de calor (22) comprende uno o más agujeros, una forma de anillo, una forma helicoidal, una forma helicoidal con cambios de ancho, variaciones axiales y cambios de grosor radiales.
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