RS57247B1 - Element za proizvodnju aerosola koji ima element koji provodi toplotu i površinski tretman - Google Patents

Description

Predmetni pronalazak se odnosi na element za proizvodnju aerosola koji sadrži izvor toplote, supstrat koji daje aerosol u termičkoj vezi sa izvorom toplote i komponentu provodljivu za toplotu okolo bar jednog dela supstrata koji daje aerosol i sadrži površinsku premaz. U nekim primerima, komponenta provodljiva za toplotu ima dva ili više elemenata koji provode toplotu.

Veliki broj proizvoda za pušenje u kojima se duvan radije zagreva nego sagoreva je bio predložen u tehnici. Jedan cilj takvih „zagrevanih” proizvoda za pušenje je da smanje poznate štetne sastojke dima tipa proizvedenog sagorevanjem i pirolitičkom razgradnjom duvana u konvencionalnim cigaretama. U jednom poznatom tipu zagrevanog proizvoda za pušenje, aerosol se proizvodi prenošenjem toplote sa zapaljivog izvora toplote na supstrat koji daje aerosol postavljen nishodno od zapaljivog izvora toplote. U toku pušenja isparljiva jedinjenja se oslobađaju iz supstrata koji daje aerosol, prenošenjem toplote sa zapaljivog izvora toplote, i ulaze u vazduh povučen kroz proizvod za pušenje. Dok se oslobođena jedinjenja hlade, ona kondenzuju da bi formirala aerosol koji korisnik udiše. Po pravilu se vazduh povlači u takve poznate zagrevane proizvode za pušenje kroz jedan ili više kanala za protok vazduha obezbeđenih kroz zapaljivi izvor toplote i prenos toplote sa zapaljivog izvora toplote na supstrat koji daje aerosol se vrši konvekcijom i provođenjem.

Na primer, WO-A-2009/022232 otkriva proizvod za pušenje koji sadrži zapaljivi izvor toplote, supstrat koji daje aerosol nishodno od zapaljivog izvora toplote i element koji provodi toplotu oko i u kontaktu sa zadnjim delom zapaljivog izvora toplote i susednim prednjim delom supstrats koji daje aerosol.

Element koji provodi toplotu u proizvodu za pušenje iz WO-A-2009/022232 prenosi toplotu, proizvedenu u toku sagorevanja izvora toplote, na supstrat koji daje aerosol putem provođenja. Odliv toplote, izvršen prenosom toplote kondukcijom, značajno smanjuje temperaturu zadnjeg dela zapaljivog izvora toplote, tako da se temperatura zadnjeg dela zadržava značajno ispod sopstvene temperature samopaljenja.

Drugi uobičajeni element za proizvodnju aerosola otkriven je u WO2015/101595A.

U elementima za proizvodnju aerosola u kojima se supstrat koji daje aerosol zagreva, na primer proizvodima za pušenje u kojima se duvan zagreva, temperatura, postignuta u supstratu koji daje aerosol, ima bitan uticaj na sposobnost proizvodnje čulno prihvatljivog aerosola. Po pravilu je poželjno da se temperatura supstrata koji daje aerosol održava u određenom rasponu da bi se optimizovala isporuka aerosola korisniku. U nekim slučajevima gubici toplote zračenjem sa spoljašnje površine elementa koji provodi toplotu mogu da prouzrokuju pad temperature zapaljivog izvora toplote ili supstrata koji daje aerosol van željenog raspona, i time da utiču na svojstva proizvoda za pušenje. Ako, na primer, temperatura supstrata koji daje aerosol prenisko padne, to može negativno da utiče na postojanost i količinu aerosola isporučenog korisniku.

U određenim zagrevanim elementima za proizvodnju aerosola, obezbeđen je prenos toplote strujanjem sa zapaljivog izvora toplote na supstrat koji daje aerosol pored prenosa toplote provođenjem. Na primer, u nekim poznatim proizvodima za pušenje obezbeđen je bar jedan uzdužni kanal za protok vazduha kroz zapaljivi izvor toplote da bi obezbedio zagrevanje, supstrata koji daje aerosol, strujanjem. U takvim proizvodima za pušenje supstrat koji daje aerosol se zagreva kombinacijom zagrevanja strujanjem i provođenjem.

U drugim proizvodima za pušenje može da bude poželjno da se obezbedi zapaljivi izvor toplote bez ikakvih kanala za protok vazduha koji se protežu kroz izvor toplote. U takvim proizvodima za pušenje može da bude ograničeno zagrevanje supstrata koji daje aerosol strujanjem i zagrevanje supstrata koji daje aerosol se prvenstveno ostvaruje prenosom toplote provođenjem sa elementa koji provodi toplotu. Kad se supstrat koji daje aerosol prvenstveno zagreva prenosom toplote provođenjem, temperatura supstrata koji daje aerosol može da postane osetljivija na promene u temperaturi elementa koji provodi toplotu. To znači da bilo kakvo hlađenje elementa koji provodi toplotu zbog gubitka toplote zračenjem može da ima veći uticaj na proizvodnju aerosola nego u proizvodima za pušenje u kojima je takođe moguće zagrevanje supstrata koji daje aerosol strujanjem.

Bilo bi poželjno da se obezbedi zagrevani proizvod za pušenje koji obuhvata izvor toplote i supstrat koji daje aerosol nishodno od izvora toplote koji obezbeđuje poboljšan učinak pušenja. Preciznije, bilo bi poželjno da se obezbedi zagrevani proizvod za pušenje u kojem postoji poboljšana kontrola zagrevanja supstrata koji daje aerosol provođenjem da bi se pomoglo održavanje temperature supstrata koji daje aerosol unutar željenog raspona temperature u toku pušenja.

Bilo bi takođe poželjno da se obezbedi novo sredstvo za dobijanje željenog spoljnog izgleda takvog proizvoda za pušenje bez uticanja na unutrašnji temperaturni profil proizvoda za pušenje u toku upotrebe. Na primer, može biti poželjno da se obezbedi novo sredstvo za potrošača da pravi razliku između proizvoda za pušenje koji sadrže različite ukuse obezbeđene unutar supstrata koji daje aerosol i isporučuju se potrošaču za vreme pušenja.

Prema jednom aspektu pronalaska, obezbeđen je element za proizvodnju aerosola koji sadrži zapaljivi izvor toplote. Element dalje sadrži supstrat koji daje aerosol u termičkoj komunikaciji sa zapaljivim izvorom toplote. Komponenta provodljiva za toplotu je okolo bar jednog dela supstrata koji daje aerosol, komponenta provodljiva za toplotu sadrži spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa za proizvodnju aerosola. Bar deo spoljne površine komponente provodljive za toplotu sadrži površinski premaz i ima emisivnost manju od oko 0,6.

U nekim primerima, poželjno je da emisivnost spoljne površine komponente provodljive za toplotu bude manja od oko 0,5. U nekim primerima emisivnost može da bude manja od oko 0,4, manja od oko 0,3, manja od oko 0,2 ili manja od oko 0,15. Poželjno je da je emisivnost veća od oko 0,1, veća od oko 0,2, ili veća od oko 0,3.

Emisivnost, koja je mera efektivnosti površine u emitovanju energije kao termičkog zračenja, meri se u skladu sa ISO 18434-1, čiji detalji su ovde navedeni u Test Method for Emissivity section.

Ovde korišćen izraz „supstrat koji daje aerosol” se upotrebljava da opiše supstrat sposoban da, usled zagrevanja, oslobađa isparljiva jedinjenja koja mogu da formiraju aerosol. Aerosol dobijen iz supstrata koji daju aerosol može da bude vidljiv ili nevidljiv i može da uključuje isparenja (na primer fine čestice supstance u gasovitom stanju koja je inače u tečnom ili čvrstom stanju na sobnoj temperaturi), kao i gasove i kapljice kondenzovanih isparenja.

Obezbeđivanjem površinskog premaza na bar jednom delu komponente koja provodi toplotu, otkriveno je da je moguće u nekim primerima da se upravlja termičkim svojstvima elementa za proizvodnju aerosola. Preciznije, u primerima pronalaska, komponenta koja provodi toplotu može da utiče na prenošenje toplote sa zapaljivog izvora toplote. Na prenos toplote sa elementa kroz komponentu provodljivu za toplotu i upravljanje toplotom u elementu može da se dejstvuje prisustvom površinskog premaza.

Površinski premaz poželjno sadrži punjenje ili pigmentni materijal. Materijal za punjenja može da sadrži organski ili neorganski materijal. Poželjno je da površinski premaz sadrži neorganski materijal za punjenje. Poželjno je da je materijal za punjenje stabilan na toplotu do najmanje oko 300 stepeni Celzijusa ili najmanje oko 400 stepeni Celzijusa. Materijal za punjenje poželjno sadrži pigment. Primeri materijala za punjenje uključuju grafit, metalni karbonat i metalni oksid. Na primer materijal za punjenje može da sadrži jedan ili više metalnih oksida izabranih između titanijum dioksida, alumunijum oksida i gvožđe oksida. Punjenje može da sadrži kalcijum karbonat.

Komponenta provodljiva za toplotu može da se proteže okolo i da bude u kontaktu sa nishodnim delom izvora toplote. Komponenta provodljiva za toplotu može da sadrži prvi element koji provodi toplotu okolo i u kontaktu sa nishodnim delom izvora toplote i susednim ushodnim delom supstrata koji daje aerosol i drugi element koji provodi toplotu okolo bar dela prvog elementa koji provodi toplotu i sadrži spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa za proizvodnju aerosola. Bar deo spoljne površine drugog elementa koji provodi toplotu sadrži površinski premaz i ima emisivnost manju od 0,6.

Drugi element koji provodi toplotu može da bude radijalno razdvojen od prvog elementa koji provodi toplotu bar jednim slojem toplotnoizolacionog materijala koji se proteže okolo bar jednog dela prvog elementa koji provodi toplotu između prvog i drugog elementa koji provodi toplotu.

Bar deo spoljne površine komponente koja provodi toplotu može da sadrži površinski tretman pri čemu površinski tretman poželjno uključuje najmanje embosiranje, utiskivanje i njihove kombinacije.

U primerima pronalaska, supstrat koji daje aerosol je nishodno od izvora toplote.

Prema daljem aspektu predmetnog pronalaska obezbeđen je element za proizvodnju aerosola koji sadrži izvor toplote i supstrat koji daje aerosol. Supstrat koji daje aerosol može da bude nishodno od izvora toplote. Element za proizvodnju aerosola dalje sadrži komponentu provodljivu za toplotu okolo i u kontaktu sa nishodnim delom izvora toplote i susednim ushodnim delom supstrata koji daje aerosol. Komponenta provodljiva za toplotu sadrži spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa za proizvodnju toplote. Bar deo spoljne površine komponente provodljive za toplotu sadrži površinski tretman, na primer površinski premaz, i ima emisivnost manju od oko 0,6.

U nekim primerima, poželjno je da je emisivnost spoljne površine komponente provodljive za toplotu manja od oko 0,5. U nekim primerima, emisivnost može da bude manja od oko 0,4, manja od oko 0,3 , manja od oko 0,2 ili manja od oko 0,15. Poželjno je da je emisivnost veća od oko 0,1, veća od oko 0,2, ili veća od oko 0,3.

Komponenta provodljiva za toplotu može da sadrži prvi element koji provodi toplotu okolo i u kontaktu sa nishodnim delom izvora toplote i susednim ushodnim delom supstrata koji daje aerosol i drugi element koji provodi toplotu okolo bar dela prvog elementa koji provodi toplotu i sadrži spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine proizvoda za pušenje. Bar deo spoljne površine drugog elementa koja provodi toplotu sadrži površinski tretman i ima emisivnost manju od oko 0,6. Drugi element koji provodi toplotu je poželjno radijalno razdvojen od prvog elementa kojo provodi toplotu bar jednim slojem toplotnoizolacionog materijala koji se proteže okolo bar jednog dela prvog elementa koji provodi toplotu između prvog i drugog elementa koji provodi toplotu. To jest, drugi element koji provodi toplotu ne mora direktno da bude u kontaktu sa izvorom toplote ili supstratom koji daje aerosol u nekim primerima.

Ovde korišćeni izrazi „ushodno” i „nishodno” su upotrebljeni da opišu relativan položaj elemenata ili delova elemenata, elementa za proizvodnju aerosola u odnosu na smer u kojem korisnik povlači vazduh tokom upotrebe elementa za proizvodnju aerosola. Elementi za proizvodnju aerosola, kao što su ovde opisani, imaju nishodni kraj (to jest usni kraj) i suprotni ushodni kraj. Prilikom upotrebe, korisnik povlači na nishodnom kraju elementa za proizvodnju aerosola. Nishodni kraj je nishodno od ushodnog kraja, koji takođe može da se opiše kao distalni kraj.

Ovde korišćen izraz „direktan kontakt” se koristi da označi kontakt bez bilo kakvog posrednog vezivnog materijala između dve komponente, tako da se površine komponenti međusobno dodiruju.

Ovde korišćen izraz „radijalno razdvojen” se koristi da naglasi da je bar deo drugog elementa koji provodi toplotu odmaknut od osnovnog prvog elementa koji provodi toplotu u radijalnom pravcu, tako da ne postoji direktan kontakt između dela drugog elementa koji provodi toplotu i prvog elementa koji provodi toplotu.

Element za proizvodnju aerosola predmetnog pronalaska može da poseduje drugi element koji provodi toplotu koji preklapa bar deo prvog elementa koji provodi toplotu. Poželjno je da postoji radijalni razmak između prvog i drugog elementa koji provodi toplotu na jednom ili više mesta na elementu za proizvodnju aerosola.

Poželjno je da ceo ili suštinski ceo drugi element koji provodi toplotu bude radijalno razdvojen od prvog elementa koji provodi toplotu, bar jednim slojem toplotnoizolacionog materijala, tako da suštinski nema direktnog kontakta između prvog i drugog elementa koji provodi toplotu da ograničava ili sprečava prenos toplote provođenjem sa prvog elementa koji provodi toplotu na drugi element koji provodi toplotu. Kao rezultat, drugi element koji provodi toplotu može da zadrži nižu temperaturu nego prvi element koji provodi toplotu. Gubici toplote zračenjem sa spoljašnjih površina elementa za proizvodnju aerosola mogu da budu smanjeni u poređenju sa elementom za proizvodnju aerosola koji nema drugi element koji provodi toplotu oko bar dela prvog elementa koji provodi toplotu.

Drugi element koji provodi toplotu može povoljno da smanji toplotne gubitke sa prvog elementa koji provodi toplotu. Drugi element koji provodi toplotu može da bude napravljen od materijala provodljivog za toplotu koji će povećati temperaturu u toku pušenja elementa za proizvodnju aerosola, kako se toplota generiše sa izvora toplote. Povećana temperatura drugog elementa koji provodi toplotu smanjuje temperaturnu razliku između prvog elementa koji provodi toplotu i prekrivnog materijala tako da gubitkom toplote sa prvog elementa koji provodi toplotu može da se upravlja, na primer da se smanji.

Smanjenjem toplotnih gubitaka sa prvog elementa koji provodi toplotu, drugi element koji provodi toplotu može povoljno da pomogne boljem održavanju temperature prvog elementa koji provodi toplotu unutar željenog raspona temperature. Drugi element koji provodi toplotu može povoljno da pomogne delotvornijem iskorišćavanju toplote sa izvora toplote za zagrevanje supstrata koji daje aerosol do željenog raspona temperature. U sledećoj prednosti drugi element koji provodi toplotu može da pomaže održavanju temperature supstrata koji daje aerosol na višem nivou. Drugi element koji provodi toplotu može zauzvrat da poboljšava proizvodnju aerosola iz supstrata koji daje aerosol. Drugi element koji provodi toplotu može povoljno da povećava ukupnu isporuku aerosola korisniku. Preciznije, u realizacijama u kojima supstrat koji daje aerosol sadrži izvor nikotina, može se videti da isporuka nikotina korisniku može da bude značajno poboljšana dodavanjem drugog elementa koji provodi toplotu.

Pored toga, za drugi element koji provodi toplotu je otkriveno da povoljno produžava trajanje pušenja elementa za proizvodnju aerosola tako da veći broj dimova može da bude povučen.

Obezbeđivanjem površinskog tretmana na bar jednom delu komponente provodljive za toplotu, na primer na bar jednom delu drugog elementa koji provodi toplotu, moguće je dalje upravljanje temperaturom elementa za proizvodnju aerosola.

Ovde su pronalazači takođe prepoznali da je moguće da se pruži površinski tretman na spoljnoj površini komponente provodljive za toplotu, na primer na drugom elementu koji provodi toplotu, da se obezbedi željeni spoljni izgled elementa za proizvodnju aerosola, pod uslovom da površinski tretman održava ili obezbeđuje emisivnost manju od oko 0,6. Posebno, održavanje ili obezbeđivanje emisivnosti manjom od oko 0,6 na ovim delovima komponente provodljive za toplotu ili drugom elementu koji provodi toplotu na kojem se vrši površinski tretman omogućava da se upravlja gubicima toplote zračenjem sa elementa za proizvodnju aerosola preko komponente provodljive za toplotu.

Površinsko oblaganje il drugi površinski tretman može da se obezbedi na jednom ili više delova spoljne površine komponente provodljive za toplotu ili drugom elementu koji provodi toplotu. Površinsko oblaganje il drugi površinski tretman može da se obezbedi na suštinski celoj spoljnoj površini komponente koja provodi toplotu ili drugom elementu koji provodi toplotu.

Površinski tretman može da uključuje najmanje embosiranje, debosiranje i njihove kombinacije.

U oba aspekta pronalaska, pogodni površinsk premazi uključuju premaze koji sadrže bar jedan pigment koji menja opaženu boju supstrata koji formira komponentu provodljivu za toplotu ili drugi element koji provodi toplotu. Na primer, premaz može da sadrži mastilo u boji.

Dodatno, ili alternativno, površinski premaz može da sadrži prozirni materijal. Izraz „proziran” se upotrebljava da označi materijal koji prenosi najmanje oko 20 procenata incidentne svetlosti materijala za najmanje jednu talasnu dužinu vidljive svetlosti, poželjnije najmanje oko 50 procenata, najpoželjnije najmanje oko 80 procenata. To jest, za najmanje jednu talasnu dužinu vidljive svetlosti, najmanje oko 20 procenata incidentne svetlosti u prozirnom materijalu se ne reflektuje ili apsorbuje materijalom, poželjno najmaje oko 50 procenata, najpoželjnije oko 80 procenata. Izraz „vidljiva svetlost” se upotrebljava da označi vidljivi deo elektromagnetnog spektra između talasnih dužina od oko 390 i oko 750 nanometara.

Prozirnost se meri upotrebom metode iz ISO 2471. Providnost manja od oko 80 procenata pokazuje da je materijal neproziran. To jest, za materijal koji ima providnost manju od oko 80 procenata, najmanje oko 20 procenata incidentne svetlosti na materijalu nije reflektovana ili apsorbovana materijalom. Stoga, prozirni materijal ima providnost manju od oko 80 procenata, poželjno manju od oko 50 procenata, najpoželjnije manju od oko 20 procenata.

Prozirni materijal može ravnomerno da prenosi svetlost preko vidljivog spektra tako da prozirni materijal ima bezbojni izgled. Alternativno, prozirni materijal može da apsorbuje najmanje 80 procenata incidentne svetlosti jedne ili više talasnih dužina tako da prozirni materijal ima zatamnjen ili obojen izgled.

U bilo kojoj od ovih realizacija u kojima površinski premaz sadrži prozirni materijal, on može da bude transparentni materijal. Transparentnost je poseban tip prozirnosti i izraz „transparentan” se ovde upotrebaljava da označi prozirni materijal koji prenosi incidentnu svetlost na materijal suštinski bez rasipanja. To jest, incidentna svetlost se prenosi na transparentni materijal kroz materijal u skladu sa Snelovim zakonom. Transparentni materijali su podvrsta prozirnih materijala.

Kao dodatak bilo kojim površinskim premazima koji su ovde opisani, ili kao alternativa, površinsko premaz može da sadrži najmanje jedan metalni materijal da obezbedi metalni izgled na spoljnoj površini komponente koja provodi toplotu ili drugog elementa koji provodi toplotu. Na primer, površinski premaz može da sadrži metalne čestice, metalne ljuskice, ili oba. Metalni materijal može da sadrži između oko 10 procenata i 100 procenata metala težinski, poželjno između oko 20 procenata i oko 50 procenata metala težinski. U nekim realizacijama metalni materijal može da se nanese kao metalno mastilo.

U nekim realizacijama koje su ovde opisane u kojima površinski tretman uključuje površinski premaz, površinski premaz može da se sastoji od jednog sloja. Na primer, površinski premaz može da se sastoji od obojenog ili zamućenog transparentnog materijala. Alternativno, površinski premaz može da sadrži više slojeva. U ovim realiizacijama, ti slojevi mogu da budu isti ili različiti. Poželjno je, kada ima više slojeva, da su to različiti slojevi. Na primer, površinski premaz može da sadrži osnovni sloj koji uključuje najmanje jedan pigment i metalni materijal, i transparentni gornji sloj koji prekriva osnovni sloj, sve prema ovde opisanom.

U nekim ovde opisanim realizacijama u kojima površinski tretman uključuje površinski premaz, spoljna površina površinskog premaza poželjno ima glatku površinu koja stvara efekat visokog sjaja. Na primer, u nekim realizacijama površinski premaz ima hrapavost po Parker-Print-Surface metodi između oko 0,1 mikrona i oko 1 mikrona, poželjno manju od oko 0,6 mikrona, mereno pu skladu sa ISO 8791-4.

Površinski premaz može da bude suštinski neprekidni premaz na delu komponente koja provodi toplotu. U nekim primerima, površinski premaz je diskontinuirani premaz. Na primer premaz može da ima mnoštvo odvojenih regiona, na primer niz tačaka premaza. Proporcije oblasti pokrivene premazom mogu da se razlikuju u jednom regionu premazanog dela u odnosu na drugi region. Premaz može da sadrži različite premazne materijale u različitim regionima komponente provodljive za toplotu. Jedan ili više regiona premaza može da ima teksturiranu površinu. Tako da može da bude moguće dalje upravljanje toplotom u elementu za proizvodnju aerosola.

U nekim realizacijama koje su ovde opisane u kojima površinski tretman uključuje površinski premaz, pojedini površinski premaz je izabran da pruži emisivnost spoljne površine komponente koja provodi toplotu ili drugog elementa koji provodi toplotu manju od oko 0,6. Ovde su pronalazači prepoznali da neki premazni materijali ne mogu biti pogodni za obezbeđivanje vrednosti emisivnosti unutar ovog opsega. Na primer, neke površinske obloge koje sadrže značajnu količinu crnog pigmenta mogu da pokažu emisivnost značajno višu od 0,6 i stoga da dovedu do neprihvatljivog nivoa gubitaka toplotnog zračenja iz proizvoda za pušenje kada se primene na spoljnu površinu komponente provodljive za toplotu ili drugi element koji provodi toplotu. Stoga, premazni materijali i kombinacije premaznih materijala koje dovode do emisivnosti veće od 0,6 nisu unutar obima ovog pronalaska. Stručnjak može da izabere pogodne premazne materijale da obezbedi emisivnost manju od oko 0,6.

Prema daljem aspektu pronalaska, obezbeđen je postupak izrade elementa za proizvodnju aerosola koji sadrži zapaljivi izvor toplote, supstrat koji daje aerosol u termičkoj komunikacji sa zapaljivim izvorom toplote i komponentom provodljivom za toplotu oko bar dela supstrata koji daje aerosol, komponenta provodljiva za toplotu ima spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa za proizvodnju aerosola. Postupak uključuje korak nanošenja premazne kompozicije na bar deo spoljne površine komponente koja provodi toplotu tako da premazani deo komponente koja provodi toplotu ima emisivnost manju od oko 0,6.

Premazna kompozicija može da obuhvati materijal za punjenje, vezivno sredstvo i rastvarač. Materijal za punjenje može da sadrži jedan ili više materijala izabranih između grafita, metalnih oksida i metalnih karbonata. Na primer, materijal za punjenje može da sadrži jedan ili više metalnih oksida izabranih između titanijum oksida, aluminijum oksida i gvožđe oksida. Materijal za punjenje može da obuhvati kalcijum karbonat.

Vezivno sredstvo može da, na primer, sadrži nitrocelulozu, etil celulozu, ili celulozno vezivo na primer karboksi metil celulozu ili hidroksil etil celulozu.

Rastvarač može da, na primer, sadrži vodu ili druge rastvarače na primer izopropanol. Za nanošenje premaza na komponentu koja provodi toplotu pre ili posle sklapanja komponente koja provodi toplotu u elementu za proizvodnju aerosola može se koristiti odgovarajući postupak. Na primer može se koristiti tehnika štampanja za nanošenje premaza. Može se koristiti tehnika rotogravure za nanošenje premaza.

Količina nanetog premaza može da bude na primer između oko 0,5 i 2 g/m<2>. Količina i debljina nanetog premaza će biti birana da bi se, na primer, postigla željena emisivnost.

U nekim realizacijama koje su ovde opisane, komponenta provodlijva za toplotu ili svaki element koji provodi toplotu može da se formira od metalne folije, kao što su, na primer, aluminijumska folija. čelična folija, gvozdena folija, bakarna folija ili folija od metalne legure. Poželjno je da se komponenta provovljiva za toplotu ili svaki element koji provodi toplotu pravi od aluminijumske folije. Komponenta provodljiva za toplotu ili svaki element koji provodi toplotu može da sadrži jedan sloj materijala koji provodi toplotu. Alternativno, komponenta provodljiva za toplotu ili svaki element koji provodi toplotu može da sadrži više slojeva materijala koji provodi toplotu. U ovim realizacijama, ovi slojevi mogu da sadrže iste materijale provodljive za toplotu ili različite materijale provodljive za toplotu.

Poželjno je da se komponenta provodljiva za toplotu ili svaki element provodljiv za toplotu pravi od materijala koji ima objedinjenu toplotnu provodljivost od između oko 10 vati po metar kelvinu i oko 500 vati po metar kelvinu, još poželjnije između oko 15 vati po metar kelvinu i oko 400 vati po metar kelvinu, na temperaturi od 23 stepena Celzijusa i relativnoj vlažnosti od 50 procenata mereno upotrebom modifikovanog postupka za određivanje toplotne provodljivosti (MTPS).

Poželjna debljina komponente provodljive za toplotu ili svakog elementa provodljivog za toplotu je između oko 5 mikrona i oko 50 mikrona, još poželjnije između oko 10 mikrona i oko 30 mikrona i najpoželjnije oko 20 mikrona.

U ovim realizacijama u kojima je komponenta provodljiva za toplotu ili drugi element provodljiv za toplotu izrađen od metalne folije i površinski tretman uključuje površinski premaz, površinski premaz može da uključi sloj metalnog oksida. Sloj metalnog oksida može da bude dodatak ili alternativa bilo kom ovde opisanom materijalu za površinsko premazivanje.

Kao što je ovde opisano, ovde su pronalazači prepoznali da održavanje ili obezbeđivanje emisivnosti manjom od oko 0,6 kada se primeni površinski tretman na spoljnu površinu komponente provodljive za toplotu ili drugi element provodljiv za toplotu optimizira termička svojstva elementa za proizvodnju aerosola upravljanjem gubicima toplotnog zračenja preko komponente provodljive za toplotu ili drugog elementa provodljivog za toplotu. Ovde su pronalazači dalje prepoznali da efekat smanjivanja gubitaka toplotnog zračenja može da bude naročito značajan kada je emisivnost spoljne površine komponente provodljive za toplotu ili drugog elementa provodljivog za toplotu manja od oko 0,5. Stoga, u bilo kojoj ovde opisanoj realizaciji, delovi spoljne površine komponente provodljive za toplotu ili drugog elementa provodljivog za toplotu koji sadrže površinski tretman može da ima emisivnost manju od oko 0,5, ili manju od oko 0,4.

U skladu sa daljim aspektom ovog pronalaska obezbeđen je element za proizvodnju aerosola koji sadrži izvor toplote i supstrat koji daje aerosol nishodno od izvora toplote. Element za proizvodnju aerosola dalje sadrži prvi element koji provodi toplotu okolo i u kontaktu sa nishodnim delom izvora toplote i susedni ushodni deo supstrata koji daje aerosol i drugi element koji provodi toplotu okolo bar dela prvog elementa koji provodi toplotu i sadrži spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa za proizvodnju aerosola. Drugi element koji provodi toplotu je radijalno odvojen od prvog elementa koji provodi toplotu bar jednim slojem toplotnoizolacionog materijala koji se proteže okolo bar dela prvog elementa koji provodi toplotu između prvog i drugog elementa koji provodi toplotu. Spoljna površina drugog elementa koji provodi toplotu može da ima emisivnost manju od oko 0,6 i u nekim primerima manju od 0,5 Drugi element koji provodi toplotu može da se pravi od metalne folije, kao što su, na primer, aluminijumska folija. čelična folija, gvozdena folija, bakarna folija ili folija od metalne legure. Poželjno je da se drugi element koji provodi toplotu pravi od aluminijumske folije. Drugi element koji provodi toplotu može da sadrži jedan sloj materijala provodljivog za toplotu. Alternativno, drugi element koji provodi toplotu može da sadrži više slojeva materijala provodljivih za toplotu. U ovim realizacijama, ovi slojevi mogu da sadrže iste materijale provodljive za toplotu ili različite materijale provodljive za toplotu.

Poželjno je da se drugi element koji provodi toplotu pravi od materijala koji ima objedinjenu toplotnu provodljivost od između oko 10 vati po metar kelvinu i oko 500 vati po metar kelvinu, još poželjnije između oko 15 vati po metar kelvinu i oko 400 vati po metar

1

kelvinu, na temperaturi od 23 stepena Celzijusa i relativnoj vlažnosti od 50 procenata mereno upotrebom modifikovanog postupka za određivanje toplotne provodljivosti (MTPS).

Poželjna debljina drugog elementa koji provodi toplotu je između oko 5 mikrona i oko 50 mikrona, još poželjnije između oko 10 mikrona i oko 30 mikrona i najpoželjnije oko 20 mikrona.

U skladu sa aspektima pronalaska i bilo koje ovde opisane realizacije, najmanje jedan sloj materijala za toplotnu izolaciju može da uključi jedan ili više slojeva papira. Papir poželjno obezbeđuje potpuno razdvajanje prvog i drugog elementa koji provodi toplotu tako da nema direktnog kontakta između površina elemenata koji provode toplotu.

Naročito je poželjno da prvi i drugi element koji provodi toplotu budu razdvojeni spoljašnjim papirnim omotom, koji se proteže po celoj dužini elementa za proizvodnju aerosola. U takvim realizacijama, papirni omot je obmotan oko prvog elementa koji provodi toplotu i drugi element koji provodi toplotu se potom nanosi povrh bar dela papirnog omota.

Obezbeđivanje drugog elementa koji provodi toplotu preko papirnog omota daje dodatne prednosti u vezi sa izgledom elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa aspektima pronalaska i naročito izgledom elementa za proizvodnju aerosola u toku i posle pušenja. U nekim slučajevima primećena je neka promena boje papirnog omota u oblasti izvora toplote kad je omot izložen toploti iz izvora toplote. Papirni omot može dodatno da bude uflekan kao rezultat prelaženja stvarača aerosola iz supstrata koji daje aerosol u papirni omot. U elementima za proizvodnju aerosola, u skladu sa aspektima pronalaska, drugi element koji provodi toplotu može da bude obezbeđen preko bar dela izvora toplote i susednog dela supstrata koji daje aerosol tako da su promene boje ili fleke pokrivene i više nisu vidljive. Prvobitni izgled elementa za proizvodnju aerosola zbog toga može da bude očuvan u toku pušenja.

Alternativno ili pored međusloja materijala od papira, između prvog i drugog elementa koji provodi toplotu, bar delovi prvog i drugog elementa za provođenje toplote mogu da budu radijalno razdvojeni vazdušnim međuprostorom, tako da bar jedan sloj materijala za toplotnu izolaciju sadrži vazdušni međuprostor. Vazdušni međuprostor može da bude obezbeđen putem uvođenja jednog ili više odstojnika između prvog elementa za provođenje toplote i drugog elementa za provođenje toplote da bi se održavao definisani razmak između njih. Ovo može da se postigne, na primer, putem perforacija, udubljenja ili ispupčenja drugog elementa koji provodi toplotu. U takvim realizacijama, udubljeni ili ispupčeni delovi drugog elementa koji provodi toplotu mogu da budu u kontaktu sa prvim elementom koji provodi toplotu dok su neudubljeni delovi vazdušnim međuprostorom razdvojeni od prvog elementa koji provodi toplotu ili obrnuto. Alternativno, može da se obezbedi jedan ili više umetaka između elemenata za provođenje toplote.

Poželjno je da prvi i drugi element koji provodi toplotu budu radijalno razdvojeni jedan od drugog bar 50 mikrona, još poželjnije bar 75 mikrona i najpoželjnije bar 100 mikrona. Kad je obezbeđen jedan ili više papirnih slojeva između elemenata koji provodi toplotu, kao što je prethodno opisano, radijalni razmak elemenata za provođenje toplote će biti određen debljinom jednog ili više papirnih slojeva.

Kao što je prethodno opisano, komponenta provodljiva za toplotu i prvi element koji provodi toplotu elemenata za proizvodnju aerosola, u skladu sa aspektima pronalaska, je u kontaktu sa nishodnim delom izvora toplote i susednim ushodnim delom supstrata koji daje aerosol. U realizacijama sa zapaljivim izvorom toplote, komponenta provodljiva za toplotu ili prvi element koji provodi toplotu je poželjno otporan na sagorevanje sa ograničenim kiseonikom.

U naročito poželjnim realizacijama komponenta provodljiva za toplotu ili prvi element koji provodi toplotu formira neprekidni rukavac koji čvrsto okružuje nishodni deo izvora toplote i ushodni deo supstrata koji daje aerosol.

Poželjno je da komponenta provodljiva za toplotu ili prvi element koji provodi toplotu obezbeđuje suštinski hermetičku vezu između izvora toplote i supstrata koji daje aerosol. To povoljno sprečava da gasovi, dobijeni sagorevanjem izvora toplote, bude lako povučeni u supstrat koji daje aerosol kroz njegovu periferiju. Takva veza takođe minimalizuje ili suštinski izbegava prenos toplote strujanjem, pomoću toplog vazduha povučenog duž periferije, sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol.

Komponenta provodljiva za toplotu ili prvi element koji provodi toplotu može da bude napravljena od bilo kog odgovarajućeg materijala otpornog na toplotu ili kombinacije materijala sa odgovarajućom toplotnom provodljivošću. Poželjno je da je komponenta provodljiva za toplotu ili prvi element koji provodi toplotu napravljena od materijala koji ima objedinjenu toplotnu provodljivost između oko 10 vati po metar kelvinu i oko 500 vati po metar kelvinu, još poželjnije između oko 15 vati po metar kelvinu i oko 400 vati po metar kelvinu, na temperaturi od 23 stepena Celzijusa i relativnoj vlažnosti od 50 procenata mereno upotrebom modifikovanog postupka za određivanje toplotne provodljivosti (MTPS).

Pogodna komponenta provodljiva za toplotu ili prvi elementi koji provode toplotu za upotrebu u proizvodima za pušenje u skladu sa aspektima pronalaska obuhvataju, ali nisu ograničeni na: metalne folije kao što su, na primer, aluminijumska folija, čelična folija, gvozdena folija, bakarna folija; i folije od metalnih legura. Komponenta provodljiva za toplotu ili prvi element koji provodi toplotu može da sadrži jedan sloj materijala provodljivog za toplotu. Alternativno, komponenta provodljiva za toplotu ili prvi elementi koji provodi toplotu mogu da imaju više slojeva materijala provodljivog za toplotu. U ovim realizacijama, ovi slojevi mogu da sadrže iste materijale provodljive za toplotu ili različite materijale provodljive za toplotu.

Prvi element koji provodi toplotu može da bude napravljen od istog materijala kao drugi element koji provodi toplotu ili od različitog materijala. Poželjno je da prvi i drugi element za provođenje toplote budu napravljeni od istog materijala koji je najpoželjnije aluminijumska folija.

Poželjna debljina prvog elementa koji provodi toplotu je između oko 5 mikrona i oko 50 mikrona, još poželjnije između oko 10 mikrona i oko 30 mikrona i najpoželjnije oko 20 mikrona. Debljina prvog elementa koji provodi toplotu može da bude suštinski ista kao debljina drugog elementa koji provodi toplotu ili elementi koji provode toplotu mogu da imaju različite debljine. Poželjno je da i prvi i drugi element koji provodi toplotu budu napravljeni od aluminijumske folije koja ima debljinu oko 20 mikrona.

Poželjno je da je nishodni deo izvora toplote, okružen komponentom provodljivom za toplotu ili prvim elementom koji provodi toplotu dug između oko 2 milimetra i oko 8 milimetara, još poželjnije između oko 3 milimetra i oko 5 milimetara.

Poželjno je da ushodni deo izvora toplote, koji nije okružen komponentom provodljivom za toplotu ili prvim elementom koji provodi toplotu bude dug između oko 5 milimetara i oko 15 milimetara, još poželjnije između oko 6 milimetara i oko 8 milimetara.

Poželjno je da se supstrat koji daje aerosol proteže bar oko 3 milimetra nishodno posle komponente provodljive za toplotu ili prvog elementa koji provodi toplotu. U drugim realizacijama supstrat koji daje aerosol može da se proteže manje od 3 milimetra nishodno posle komponente provodljive za toplotu ili prvog elementa koji provodi toplotu. U nekim drugim realizacijama cela dužina supstrata koji daje aerosol može da bude okružena komponentom provodljivom za toplotu ili prvim elementom koji provodi toplotu.

U određenim poželjnim realizacijama, drugi element koji provodi toplotu može da se formira kao odvojeni element. Alternativno, drugi element koji provodi toplotu može da bude napravljen od višeslojnog ili laminiranog materijala koji sadrži drugi element provodljiv za toplotu u kombinaciji sa jednim ili više toplotno izolacionih slojeva. Sloj koji formira drugi element koji provodi toplotu može da bude napravljen od bilo kog prethodno pomenutog materijala. U nekim realizacijama, drugi element koji provodi toplotu može da bude napravljen od laminiranog materijala koji obuhvata bar jedan toplotno izolacioni sloj laminiran za drugi element koij provodi toplotu, pri čemu toplotno izolacioni sloj formira unutrašnji sloj laminiranog materijala, susedno prvom elementu koji provodi toplotu. Na taj način toplotno izolacioni sloj laminata obezbeđuje željeno radijalno razdvajanje prvog elemenata koji provodi toplotu i drugog elementa koji provodi toplotu.

Upotreba laminiranog materijala da bi se obezbedio drugi element koji provodi toplotu može da bude dodatno korisna u toku proizvodnje elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom, s obzirom da toplotno izolacioni sloj može da obezbedi dodatnu čvrstoću i krutost. To omogućava da materijal bude lakše obrađen s umanjenim rizikom od kraha ili loma drugog elementa koji provodi toplotu koji može da bude relativno tanak i krhak.

Jedan primer naročito odgovarajućeg laminiranog materijala za obezbeđivanje drugog elementa koji provodi toplotu je dvoslojni laminat koji obuhvata spoljašnji sloj od aluminijuma i unutrašnji sloj od papira.

Položaj i pokrivenost drugog elementa za provođenje toplote mogu da budu podešeni u odnosu na prvi element koji provodi toplotu i osnovni izvor toplote i supstrat koji daje aerosol u cilju kontrolisanja zagrevanja proizvoda za pušenje u toku pušenja. Drugi element koji provodi toplotu može da bude postavljen preko bar dela supstrata koji daje aerosol. Alternativno ili

1

pored toga, drugi element koji provodi toplotu može da bude postavljen preko bar dela izvora toplote. Još poželjnije je da drugi element koji provodi toplotu bude obezbeđen preko dela supstrata koji daje aerosol i dela izvora toplote, na sličan način kao prvi element koji provodi toplotu.

Protezanje drugog elementa koji provodi toplotu u odnosu na prvi element koji provodi toplotu u ushodnom i nishodnom smeru može da bude podešeno u zavisnosti od željenog učinka elementa za proizvodnju aerosola.

Drugi element koji provodi toplotu može da pokriva suštinski istu oblast elementa za proizvodnju aerosola kao prvi element koji provodi toplotu tako da se elementi koji provode toplotu protežu duž iste dužine elementa za proizvodnju aerosola. U ovom slučaju drugi element za provođenje toplote poželjno direktno prekriva prvi element za provođenje toplote i potpuno pokriva prvi element za provođenje toplote.

Alternativno, drugi element koji provodi toplotu može da se proteže posle prvog elementa koji provodi toplotu u ushodnom smeru, nishodnom smeru, ili i u ushodnom i u nishodnom smeru. Alternativno ili pored toga, prvi element koji provodi toplotu može da se proteže posle drugog elementa koji provodi toplotu u bar jednom od ushodnih i nishodnih smerova.

Poželjno je da se drugi element koji provodi toplotu ne proteže posle prvog elementa koji provodi toplotu u ushodnom smeru. Drugi element za provođenje toplote može da se proteže do približno istog položaja na izvoru toplote kao prvi element za provođenje toplote, tako da su prvi i drugi element za provođenje toplote suštinski poravnati iznad izvora toplote. Alternativno, prvi element za provođenje toplote može da se proteže posle drugog elementa za provođenje toplote u ushodnom smeru. Ovakav raspored može da umanji temperaturu izvora toplote.

Poželjno je da se drugi element koji provodi toplotu proteže do bar istog položaja kao prvi element koji provodi toplotu u nishodnom smeru. Drugi element koji provodi toplotu može da se proteže do približno istog položaja na supstratu koji daje aerosol kao prvi element koji provodi toplotu tako da su prvi i drugi element koji provode toplotu suštinski poravnati preko supstrata koji daje aerosol. Alternativno, drugi element koji provodi toplotu može da se proteže posle prvog elementa koji provodi toplotu u nishodnom smeru tako da drugi element koji provodi toplotu pokriva supstrat koji daje aerosol preko većeg dela njegove dužine nego prvi element koji provodi toplotu. Na primer, drugi element koji provodi toplotu može da se proteže bar 1 milimetar posle prvog elementa koji provodi toplotu ili bar 2 milimetra posle prvog elementa koji provodi toplotu. Međutim, poželjno je da se supstrat koji daje aerosol proteže bar 2 milimetra nishodno posle drugog elementa koji provodi toplotu tako da nishodni deo supstrata koji daje aerosol ostaje nepokriven od strane oba elementa koji provode toplotu.

U elementima za proizvodnju aerosola u skladu sa svim aspektima pronalaska, toplota se proizvodi pomoću izvora toplote. Izvor toplote je poželjno zapaljivi izvor toplote i sastoji se od bilo kog odgovarajućeg goriva, uključujući ali se ne ograničavajući na ugljenik, aluminijum, magnezijum, karbide, nitrite i njihove smeše.

Poželjno je da izvor toplote elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom bude ugljenični zapaljivi izvor toplote.

Ovde korišćen izraz „ugljenični” se koristi da opiše izvor toplote koji sadrži ugljenik. Poželjno je da ugljenični zapaljivi izvori toplote u skladu sa pronalaskom ima sadržaj ugljenika od bar oko 35 procenata, još poželjnije od bar oko 40 procenata,najpoželjnije od bar oko 45 procenata suve mase zapaljivog izvora toplote.

U nekim realizacijama, izvor toplote elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom je zapaljivi izvor toplote na bazi ugljenika. Ovde korišćen izraz „izvor toplote na bazi ugljenika” se upotrebljava da opiše izvor toplote sačinjen prvenstveno od ugljenika.

Zapaljivi izvori toplote na bazi ugljenika za upotrebu u proizvodima za pušenje u skladu sa pronalaskom mogu da imaju sadržaj ugljenika od bar oko 50 procenata, poželjno od bar oko 60 procenata, poželjnije od bar oko 70 procenata, najpoželjnije od bar oko 80 procenata suve mase zapaljivog izvora toplote na bazi ugljenika.

Elementi za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom mogu da sadrže zapaljive ugljenične izvore toplote napravljene od jednog ili više odgovarajućih materijala koji sadrže ugljenik.

Ako se želi, jedno ili više vezivnih sredstava može da bude kombinovano sa jednim ili više materijala koji sadrže ugljenik. Poželjno je da jedno ili više vezivnih sredstava budu organska vezivna sredstva. Odgovarajuća poznata vezivna sredstva obuhvataju, ali nisu ograničena na, gume (na primer, guarguma), modifikovane celuloze i derivate celuloze (na primer, metil celuloza, karboksimetil celuloza, hidroksipropil celuloza i hidroksipropilmetilceluloza), brašno, skrobove, šećere, povrtna ulja i njihove kombinacije.

U jednoj poželjnoj realizaciji zapaljivi izvor toplote je napravljen od smeše ugljenog praha, modifikovane celuloze, brašna i šećera.

Umesto ili kao dodatak jednog ili više vezivnih sredstava, zapaljivi izvori toplote za upotrebu u proizvodima za pušenje u skladu sa pronalaskom mogu da sadrže jedan ili više aditiva u cilju poboljšanja svojstava zapaljivog izvora toplote. Odgovarajući aditivi obuhvataju, ali nisu ograničeni na, aditive za potpomaganje konsolidacije zapaljivog izvora toplote (na primer, pomoćna sredstva za sinterovanje), aditive za potpomaganje paljenja zapaljivog izvora toplote (na primer, oksidatori kao što su perhlorati, hlorati, nitrati, peroksidi, permanganati, i/ili cirkonijum), aditive za potpomaganje sagorevanja zapaljivog izvora toplote (na primer, kalijum i kalijumove soli, kao što je kalijum citrat) i aditive za potpomaganje razlaganja jednog ili više gasova dobijenih sagorevanjem zapaljivog izvora toplote (na primer katalizatori, kao što su CuO, Fe2O3i Al2O3).

Zapaljivi ugljenični izvori toplote za upotrebu u proizvodima za pušenje u skladu sa pronalaskom poželjno su napravljeni mešanjem jednog ili više materijala koji sadrže ugljenik sa

1

jednim ili više sredstava za vezivanje i, kad su uključeni, drugih aditiva i prethodnim oblikovanjem smeše u željeni oblik. Smeša jednog ili više materijala koji sadrže ugljenik, jednog ili više vezivnih sredstava i drugih aditiva po izboru, može da bude prethodno oblikovana u željeni oblik primenom bilo kojih poznatih postupaka za oblikovanje keramike kao što je, na primer, izlivanje komada, istiskivanje, oblikovanje brizganjem i kompaktiranje u kalupu. U određenim poželjnim realizacijama smeša se istiskivanjem unapred oblikuje u željeni oblik.

Poželjno je da smeša jednog ili više materijala koji sadrže ugljenik, jednog ili više sredstava za vezivanje i drugih aditiva bude unapred oblikovana kao izduženi štapić. Međutim, treba razumeti da smeša jednog ili više materijala koji sadrže ugljenik, jednog ili više sredstava za vezivanje i drugih aditiva može da bude unapred oblikovana u druge željene oblike.

Poželjno je da se posle oblikovanja, naročito posle istiskivanja, izduženi štapić ili drugi željeni oblik isuši da bi se smanjio sadržaj vlage i potom pirolizuje u neoksidirajućoj atmosferi na temperaturi dovoljnoj da karbonizuje, kad su prisutna, jedno ili više sredstava za vezivanje i suštinski odstrani bilo koje isparljive delove u izduženom štapiću ili drugom obliku. Izduženi štapić ili drugi željeni oblik je poželjno pirolizovan u azotnoj atmosferi na temperaturi između oko 700 stepeni Celzijusa i oko 900 stepeni Celzijusa.

Zapaljivi izvor toplote poželjno ima poroznost između oko 20 procenata i oko 80 procenata, poželjnije između oko 20 procenata i 60 procenata. Čak još poželjnije zapaljivi izvor toplote ima poroznost između oko 50 procenata i oko 70 procenata, poželjnije između oko 50 procenata i oko 60 procenata mereno, na primer, živinom porozimetrijom ili helijumskom piknometrijom. Potrebna poroznost može da bude lako postignuta u toku proizvodnje zapaljivog izvora toplote primenom konvencionalnih postupaka i tehnologija.

Povoljno je da zapaljivi ugljenični izvori toplote za upotrebu u elementima za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom imaju gustinu između oko 0,6 grama po kubnom centimetru i oko 1 grama po kubnom centimetru.

Poželjno je da zapaljivi izvor toplote ima masu između oko 300 miligrama i oko 500 miligrama, poželjnije između oko 400 miligrama i oko 450 miligrama.

Poželjno je da zapaljivi izvor toplote ima dužinu između oko 7 milimetara i oko 17 milimetara, poželjnije između oko 7 milimetara i oko 15 milimetara, najpoželjnije između oko 7 milimetara i oko 13 milimetara.

Poželjno je da zapaljivi izvor toplote ima prečnik između oko 5 milimetara i oko 9 milimetara, poželjnije između oko 7 milimetara i oko 8 milimetara.

Poželjno je da zapaljivi izvor toplote bude suštinski ujednačenog prečnika. Međutim, zapaljivi izvor toplote može alternativno da bude konusan tako da je prečnik zadnjeg dela zapaljivog izvora toplote veći nego prečnik njegovog prednjeg dela. Naročito su poželjni zapaljivi izvori toplote koji su suštinski cilindrični. Zapaljivi izvor toplote može, na primer, da bude cilindar ili kupasto suženi cilindar sa suštinski kružnim poprečnim presekom ili cilindar ili kupasto suženi cilindar sa suštinski eliptičnim poprečnim presekom.

1

Elementi za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom, će obuhvatati jedan ili više puteva za protok vazduha duž kojih vazduh može da bude povučen kroz element da bi ga korisnik udisao.

U nekim realizacijama pronalaska, izvor toplote može da sadrži bar jedan uzdužni kanal za protok vazduha, koji obezbeđuje jedan ili više puteva za protok vazduha kroz izvor toplote. Izraz „kanal za protok vazduha” se ovde koristi da opiše kanal koji se proteže po dužini izvora toplote kroz koji vazduh može da bude povučen kroz element za proizvodnju aerosola da bi ga korisnik udisao. Takvi izvori toplote koji obuhvataju jedan ili više uzdužnih kanala za protok vazduha su ovde označeni kao „ne slepi” izvori toplote.

Prečnik bar jednog uzdužnog kanala za protok vazduha može da bude između oko 1,5 milimetra i oko 3 milimetra, još poželjnije između oko 2 miliemetra i oko 2,5 milimetara. Unutrašnja površina bar jednog uzdužnog kanala za protok vazduha može da bude delimično ili potpuno obložena, kao što je detaljinije opisano u WO-A-2009/022232.

U alternativnim realizacijama pronalaska, uzdužni kanali za protok vazduha nisu obezbeđeni u izvoru toplote tako da vazduh povučen kroz element za proizvodnju aerosola ne prolazi ni kroz kakve kanale za protok vazduha duž izvora toplote. Takvi izvori toplote su ovde označeni kao „slepi” izvori toplote. Elementi za proizvodnju aerosola koji obuhvataju slepe izvore toplote definišu alternativne puteve za protok vazduha kroz proizvod za pušenje.

U elementima za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom, koji sadrže slepe izvore toplote, prenos toplote sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol se vrši prvenstveno provođenjem i zagrevanje supstrata koji daje aerosol konvekcijom je minimalizovano ili smanjeno. Zbog toga je naročito važno za slepe izvore toplote da se optimizuje prenos toplote provođenjem između izvora toplote i supstrata koji daje aerosol. Za upotrebu drugog elementa koji provodi toplotu je otkriveno da ima naročito povoljno dejstvo na učinak pušenja elementa za proizvodnju aerosola koji obuhvataju slepe izvore toplote gde, ako ga uopšte ima, postoji malo kompenzatorno dejstvo zagrevanja strujanjem.

U elementima za proizvodnju aerosola prema pronalasku koji sadrže slepe izvore toplote, nezapaljivi element za prenos toplote može da se obezbedi između nishodnog kraja izvora toplote i ushodnog kraja supstrata koje daje aerosol. Element za prenos toplote može da se formira od bilo kojih ovde opisanih materijala provodljivih za toplotu sa pozivanjem na prvi i drugi element koji provodi toplotu. Poželjno, element za prenos toplote se pravi od metalne folije, poželjnije od aluminijumske folije. Kao dodatak optimizovanju provodljivosti prenosa toplote sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol element za prenos toplote može takođe da smanji ili spreči migraciju čestica i proizvoda gasnih sagorevanja sa izvora toplote na usni kraj elementa za proizvodnju aerosola.

Poželjno je da supstrat koji daje aerosol sadrži bar jedan stvarač aerosola i materijal sposoban da emituje isparljiva jedinjenja usled zagrevanja.

1

Bar jedan stvarač aerosola može da bude bilo koje odgovarajuće poznato jedinjenje ili smeša jedinjenja koje, prilikom upotrebe, olakšava dobijanje gustog i stabilnog aerosola. Stvarač aerosola je poželjno otporan na toplotno razgrađivanje na radnoj temperaturi elementa za proizvodnju aerosola. Odgovarajući stvarači aerosola su dobro poznati u tehnici i obuhvataju, na primer, polihidrične alkohole, estre polihidričnih alkohola, kao što su glicerol mono-, di- ili triacetat, i alifatične estre mono-, di- ili polikarbooksilnih kiselina, kao što su dimetil dodekandioat i dimetil tetradekandioat. Poželjni stvarači aerosola za upotrebu u elementima za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom su polihidrični alkoholi ili njihove smeše, kao što su trietilen glikol, 1,3-butanediol i, najpoželjnije, glicerin.

Poželjno je da materijal sposoban da emituje isparljiva jedinjenja usled zagrevanja bude punjenje od biljno baziranog materijala, još poželjnije punjenje od homogenizovanog biljnog materijala. Na primer, supstrat koji daje aerosol može da sadrži jedan ili više materijala dobijenih od biljaka uključujući, ali se ne ograničavajući na: duvan; čaj, na primer zeleni čaj; pepermint; lovor; eukaliptus; bosiljak; žalfiju; vrbenu; i estragon. Biljni materijal može da sadrži aditive uključujući, ali se ne ograničavajući na, ovlaživače, aromatične supstance, sredstva za vezivanje i njihove smeše. Poželjno je da se biljni materijal sastoji od suštinski duvanskog materijala, najpoželjnije homogenizovanog duvanskog materijala.

Poželjno je da supstrat koji daje aerosol ima dužinu između oko 5 milimetara i oko 20 milimetara, još poželjnije između oko 8 milimetara i oko 12 milimetara. Poželjno je da je prednji deo supstrata koji daje aerosol okružen prvim elementom koji provodi toplotu dug između oko 2 milimetra i oko 10 milimetara, još poželjnije između oko 3 milimetra i oko 8 milimetara, najpoželjnije između oko 4 milimetra i oko 6 milimetara. Poželjno je da zadnji deo supstrata koji daje aerosol, koji nije okružen prvim elementom koji provodi toplotu, bude dug između oko 3 milimetra i oko 10 milimetara. Drugim rečima, supstrat koij daje aerosol poželjno se proteže između oko 3 milimetra i oko 10 milimetara nishodno posle prvog elementa koji provodi toplotu. Još poželjnije je da se supstrat koji daje aerosol proteže bar oko 4 milimetra nishodno posle prvog elementa koji provodi toplotu.

Izvor toplote i supstrat koji daje aerosol elemenata za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom mogu suštinski da se međusobno dodiruju. Alternativno, izvor toplote i supstrat koji daje aerosol, elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom, mogu da bude uzdužno razdvojeni jedan od drugog.

Poželjno elementi za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom sadrže element za usmeravanje protoka vazduha nishodno od supstrata koji daje aerosol. Element za usmeravanje protoka vazduha definiše put za protok vazduha kroz element za proizvodnju aerosola. Poželjno je da bar jedan ulaz za vazduh bude obezbeđen između nishodnog kraja supstrata koji daje aerosol i nishodnog kraja elementa za usmeravanje protoka vazduha. Element za usmeravanje protoka vazduha usmerava vazduh od bar jednog ulaza za vazduh prema usnom kraju elementa za proizvodnju aerosola.

1

Element za usmeravanje protoka vazduha može da sadrži šuplje telo suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima. U takvim realizacijama, vazduh uvučen kroz bar jedan ulaz za vazduh je prvo povučen ushodno duž spoljnjeg dela šupljeg tela otvorenih krajeva suštinski nepropustljivog za vazduh i potom nishodno kroz unutrašnjost šupljeg tela otvorenih krajeva suštinski nepropustljivog za vazduh.

Šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh, može da bude napravljeno od odgovarajućih materijala suštinski nepropustljivih za vazduh, koji su suštinski toplotno stabilni na temperaturi proizvodnje aerosola prenosom toplote sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol. Odgovarajući materijali su poznati u tehnici i obuhvataju, ali nisu ograničeni na, karton, plastiku, keramiku i njihove kombinacije.

U jednoj poželjnoj realizaciji šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, je cilindar, poželjno pravilan kružni cilindar.

U drugoj poželjnoj realizaciji šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, je zarubljena kupa, poželjno pravilna kružna zarubljena kupa.

Šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, može da ima dužinu između oko 7 milimetara i oko 50 milimetara, na primer dužinu između oko 10 milimetara i oko 45 milimetara ili između oko 15 milimetara i oko 30 milimetara. Element za usmeravanje protoka vazduha može da bude druge dužine u zavisnosti od željene ukupne dužine elementa za proizvodnju aerosola i prisustva i dužina drugih komponenti unutar proizvoda za pušenje.

Kad je šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, cilindar, cilindar može da ima prečnik između oko 2 milimetra i oko 5 milimetara, na primer prečnik između oko 2,5 milimetara i oko 4,5 milimetara. Cilindar može da ima druge prečnike u zavisnosti od željenog ukupnog prečnika proizvoda za pušenje.

Kad je šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, zarubljena kupa, ushodni kraj zarubljene kupe može da ima prečnik između oko 2 milimetra i oko 5 milimetara, na primer prečnik između oko 2,5 milimetara i oko 4,5 milimetara. Ushodni kraj zarubljene kupe može da ima druge prečnike u zavisnosti od željenog ukupnog prečnika elementa za proizvodnju aerosola.

Kad je šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, zarubljena kupa, nishodni kraj zarubljene kupe može da ima prečnik između oko 5 milimetara i oko 9 milimetara, na primer između oko 7 milimetara i oko 8 milimetara. Nishodni kraj zarubljene kupe može da ima druge prečnike u zavisnosti od željenog ukupnog prečnika elementa za proizvodnju aerosola. Poželjno je da nishodni kraj zarubljene kupe bude suštinski istog prečnika kao supstrat koji daje aerosol.

Šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, može da dodiruje supstrat koji daje aerosol. Alternativno, šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, može da se proteže u supstrat koji daje aerosol. Na primer, u nekim

1

realizacijama šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh sa otvorenim krajevima, može da se proteže do 0,5L u supstrat koji daje aerosol, gde je L dužina supstrata koji daje aerosol. Ushodni kraj šupljeg tela, suštinski nepropustljivog za vazduh, je manjeg prečnika u poređenju sa supstratom koji daje aerosol.

U nekim realizacijama nishodni kraj šupljeg tela, suštinski nepropustljivog za vazduh, je manjeg prečnika u poređenju sa supstratom koji daje aerosol.

U drugim realizacijama nishodni kraj šupljeg tela, suštinski nepropustljivog za vazduh, je suštinski istog prečnika kao supstrat koji daje aerosol.

Kad je nishpdni kraj šupljeg tela, suštinski nepropustljivog za vazduh, manjeg prečnika u poređenju sa supstratom koji daje aerosol, šuplje telo, suštinski nepropustljivo za vazduh, može da bude okruženo zaptivkom suštinski nepropustljivom za vazduh. U takvim realizacijama, zaptivka suštinski nepropustljiva za vazduh se nalazi nishodno od jednog ili više ulaza za vazduh. Zaptivka, suštinski nepropustljiva za vazduh, može da bude suštinski istog prečnika kao supstrat koji daje aerosol. Na primer, u nekim realizacijama nishodni kraj šupljeg tela, suštinski nepropustljivog za vazduh, može da bude okružen suštinski nepropustljivim čepom ili podloškom suštinski istog prečnika kao supstrat koji daje aerosol.

Zaptivka, suštinski nepropustljiva za vazduh, može da bude napravljena od odgovarajućih materijala suštinski nepropustljivih za vazduh, koji su suštinski toplotno stabilni na temperaturi proizvodnje aerosola prenosom toplote sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol. Odgovarajući materijali su poznati u tehnici i obuhvataju, ali nisu ograničeni na, karton, plastiku, vosak, silikon, keramiku i njihove kombinacije.

Bar deo dužine šupljeg tela, suštinski nepropustljivog za vazduh sa otvorenim krajevima, može da bude okružen difuzorom propustljivim za vazduh. Difuzor, propustljiv za vazduh, može da bude suštinski istog prečnika kao supstrat koji daje aerosol. Difuzor, propustljiv za vazduh, može da bude napravljen od jednog ili više odgovarajućih materijala propustljivih za vazduh, koji su suštinski toplotno stabilni na temperaturi proizvodnje aerosola prenosom toplote sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol. Odgovarajući materijali propustljivi za vazduh su poznati u tehnici i obuhvataju, ali nisu ograničeni na, porozne materijale kao što su, na primer, neupredena vlakna acetilovane celuloze, pamuk, pene od keramike sa otvorenim porama i od polimera, duvanski materijal i njihove kombinacije.

U jednoj poželjnoj realizaciji, element za usmeravanje protoka vazduha se sastoji od šuplje cevi, suštinski nepropustljive za vazduh, sa otvorenim krajevima čiji je prečnik manji u poređenju sa supstratom koji daje aerosola i kružne, suštinski nepropustljive za vazduh, zaptivke sa suštinski istim spoljašnjim prečnikom kao supstrat koji daje aerosol, koja okružuje nishodni kraj šuplje cevi.

Element za usmeravanje protoka vazduha može dalje da sadrži unutrašnji omot, koji okružuje šuplju cev i kružnu zaptivku suštinski nepropustljivu za vazduh.

2

Otvoreni ushodni kraj šuplje cevi može da dodiruje nishodni kraj supstrata koji daje aerosol. Alternativno, otvoreni ushodni kraj šuplje cevi može da bude umetnut ili da se na neki drugi način proteže u nishodni kraj supstrata koji daje aerosol.

Element za usmeravanje protoka vazduha može dalje da sadrži prstenasti difuzor propustljiv za vazduh, suštinski istog spoljašnjeg prečnika kao supstrat koji daje aerosol, koji okružuje bar deo dužine šuplje cevi ushodno od kružne zaptivke suštinski nepropustljive za vazduh. Na primer, šuplja cev može da bude bar delimično ugrađena u čep od neupredenih vlakana acetilovane celuloze.

U drugoj poželjnoj realizaciji, element za usmeravanje protoka vazduha se sastoji od: zarubljene šuplje kupe, suštinski nepropustljive za vazduh, sa otvorenim krajevima koja ima ushodni kraj manjeg prečnika u poređenju sa supstratom koji daje aerosol i nishodni kraj suštinski istog prečnika kao supstrat koji daje aerosol.

Otvoreni ushodni kraj zarubljene šuplje kupe može da dodiruje nishodni kraj supstrata koji daje aerosol. Alternativno, otvoreni ushodni kraj zarubljene šuplje kupe može da bude umetnut ili da se na neki drugi način proteže u nishodni kraj supstrata koji daje aerosol.

Element za usmeravanje protoka vazduha može dalje da sadrži prstenasti difuzor propustljiv za vazduh, suštinski istog spoljašnjeg prečnika kao supstrat koji daje aerosol, koji okružuje bar deo dužine zarubljene šuplje kupe. Na primer, zarubljena šuplja kupa može da bude bar delimično ugrađena u čep od neupredenih vlakana acetilovane celuloze.

Proizvodi za pušenje u skladu sa pronalaskom poželjno dalje sadrže ekspanzionu komoru nishodno od supstrata koji daje aerosol i, kad je prisutan, nishodno od elementa za usmeravanje protoka vazduha. Uključivanje ekspanzione komore povoljno omogućava dalje hlađenje aerosola proizvedenog prenosom toplote sa izvora toplote na supstrat koji daje aerosol. Ekspanziona komora takođe povoljno omogućava da ukupna dužina elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom bude, putem odgovarajućeg odabira dužine ekspanzione komore, podešena na željenu vrednost, na primer na dužinu sličnu onoj kod konvencionalnih cigareta. Poželjno je da ekspanziona komora bude izdužena šuplja cev.

Elementi za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom, mogu takođe dalje da sadrže usnik nishodno od supstrata koji daje aerosol i, kad je prisutan, nishodno od elementa za usmeravanje protoka vazduha i ekspanzione komore. Usnik može, na primer, da sadrži filter napravljen od acetilovane celuloze, papira ili drugih odgovarajućih filtrirajućih materijala. Poželjno je da usnik bude malog filtrirajućeg učinka, poželjnije vrlo malog filtrirajućeg učinka. Alternativno ili pored toga, usnik može da sadrži jedan ili više delova koji sadrže apsorbente, adsorbente, aromatične supstance i druge modifikatore aerosola i aditive koji se koriste u filterima za konvencionalne cigarete, ili njihove kombinacije.

Elementi za proizvodnju aerosola, u skladu sa pronalaskom, mogu da budu sklopljeni upotrebom poznatih postupaka i mašinerija.

Postupak ispitivanja emisivnosti

Emisivnost se meri u skladu sa postupkom ispitivanja detaljeno utvrđenim u ISO 18434-1. Metod ispitivanja koristi referentni materijal poznate emisivnosti da utvrdi nepoznatu emisivnost materijala uzorka. Posebno, referentni materijal se nanosi preko dela materijala uzorka i oba materijala se zagrevaju do temperature koja je najmanje 20 stepeni Celzijusa viša od okolne temperature. Temperatura površine referentnog materijala se onda meri upotrebom infracrvene kamere i sistem kamere se kalibriše upotrebom poznate emisivnosti referentnog materijala. Pogodan referentni materijal je elektroizolaciona traka od crnog polivinil hlorida kao što je Scotch® 33 Black Electrical Tape, koja ima vrednost emisivnosti 0,95. Kada je sistem kalibrisan upotrebom referentnog materijala infracrvena kamera se pomera da meri temperaturu površine materijala uzorka. Vrednost emisivnosti na sistemu se podešava dok se merena temperatura površine materijala uzorka ne poklopi sa stvarnom temperaturom površine materijala uzorka, koja je ista kao i temperatura površine referentnog materijala. Vrednost emisivnosti na kojoj se merena površinska temperatura poklapa sa stvarnom temperaturom površine je prava vrednost emisivnosti materijala uzorka.

Realizacije i Primeri

Pronalazak će podrobnije biti opisan samo u vidu primera sa pozivanjem na pridružene crteže na kojima:

Crtež 1 prikazuje pogled na poprečni presek elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa predmetnim pronalaskom;

Crtež 2 prikazuje test aparat za utvrđivanje efekta različitih drugih elemenata koji provode toplotu na toplotne gubitke elementa za proizvodnju aerosola;

Crtež 3 prikazuje grafikon spoljne temperature površine u odnosu na vreme za različite materijale drugog elementa koji provodi toplotu kada se ispituje na aparatu sa Crteža 2;

Crtež 4 prikazuje grafikon unutrašnje temperature u odnosu na vreme za različite materijale drugog elementa koji provodi toplotu kada se ispituje na aparatu sa Crteža 2;

Crtež 5 prikazuje grafikon unutrašnje temperature u odnosu na vreme za druge elemente koji provode toplotu kada se ispituju na aparatu sa Crteža 2 da pokažu efekat različitih obrazaca utiskivanja;

Crtež 6 prikazuje grafikon unutrašnje temperature u odnosu na vreme za druge elemente koji provode toplotu kada se ispituju na aparatu sa Crteža 2 da pokažu efekat različitih premaza površine;

Crtež 7 prikazuje kratak pregled merenih vrednosti emisivnosti za različite obrasce utiskivanja i različite premaze površine korišćene u ispitivanjima na Crtežima 5 i 6;

Crteži 8 i 9 prikazuju podatke u vezi ispitivanja elemenata za proizvodnju aerosola koji sadrže elemente koji provode toplotu koji imaju različite premaze površine sa Crteža 6 i koji su pušeni u skladu sa Health Canada intenzivnim režimom pušenja; i

Crteži 10 i 11 prikazuju uporedne podatke sa ispitivanja za elemente za proizvodnju aerosola koji sadrže druge elemente koji provode toplotu koji imaju premaz površine od kalcijum karbonata i koji su pušeni u skladu sa Health Canada intenzivnim režimom pušenja.

Element 2 za proizvodnju aerosola prikazan na Crtežu 1 se sastoji od zapaljivog ugljeničnog izvora 4 toplote, supstrata 6 koji daje aerosol, elementa 44 za usmeravanje protoka vazduha, izdužene ekspanzione komore 8 i usnika 10 koji se međusobno dodiruju u koaksijalnom poravnanju. Zapaljivi ugljenični izvor 4 toplote, supstrat 6 koji daje aerosol, element 44 za usmeravanje protoka vazduha, izdužena ekspanziona komora 8 i usnik 10 su umotani u spoljašnji omot 12 od cigaretnog papira male propustljivosti za vazduh.

Kao što je prikazano na Crtežu 1, nezapaljiva, otporna na gas, prva barijerna prevlaka 14 je obezbeđena na suštinski celoj zadnjoj strani zapaljivog ugljeničnog izvora 4 toplote. U alternativnoj realizaciji, nezapaljiva, suštinski nepropustljiva za vazduh prva barijera je obezbeđena u obliku diska koji dodiruje zadnju stranu zapaljivog ugljeničnog izvora 4 toplote i prednju stranu supstrata 6 koji daje aerosol.

Zapaljivi ugljenični izvor 4 toplote je slepi izvor toplote tako da vazduh povučen kroz element za proizvodnju aerosola da bi ga korisnik udisao ne prolazi ni kroz kakve kanale za protok vazduha duž zapaljivog izvora 4 toplote.

Supstrat 6 koji daje aerosol se nalazi odmah nishodno od zapaljivog ugljeničnog izvora 4 toplote i sastoji se od cilindričnog čepa 18 od duvanskog materijala koji sadrži glicerin kao stvarač aerosola i okružen je omotom 20 filterskog čepa.

Prva komponenta provodljiva za toplotu i prvi element 22 koji provodi toplotu koji se sastoji od cevi od aluminijumske folije okružuje i u kontaktu je sa nishodnim delom 4b zapaljivog ugljeničnog izvora 4 toplote i na njega naslonjenim ushodnim delom 6a supstrata 6 koji daje aerosol. Kao što je prikazano na Crtežu 1, nishodni deo supstrata 6 koji daje aerosol nije okružen prvim elementom 22 koji provodi toplotu.

Element 44 za usmeravanje protoka vazduha se nalazi nishodno od supstrata 6 koji daje aerosol i sastoji se od, suštinski nepropustljive za vazduh, šuplje cevi 56 sa otvorenim krajevima napravljene od, na primer, kartona, koja je manjeg prečnika u poređenju sa supstratom 6 koji daje aerosol. Ushodni kraj šuplje cevi 56 sa otvorenim krajevima dodiruje supstrat 6 koji daje aerosol. Nishodni kraj šuplje cevi 56 sa otvorenim krajevima je okružen kružnom, suštinski nepropustljivom za vazduh, zaptivkom 58 suštinski istog prečnika kao supstrat 6 koji daje aerosol. Ostatak šuplje cevi sa otvorenim krajevima je ugrađen u cilindrični čep 60 od neupredenih vlakana acetilovane celuloze suštinski istog prečnika kao supstrat 6 koji daje aerosol.

2

Šuplja cev 56 sa otvorenim krajevima i cilindrični čep 60 od neupredenih vlakana acetilovane celuloze su okruženi unutrašnjim omotom 50 nepropustljivim za vazduh. Obodni red ulaza 52 za vazduh je obezbeđen u spoljašnjem omotu 12 koji okružuje unutrašnji omot 50.

Izdužena ekspanziona komora 8 se nalazi nishodno od elementa 44 za usmeravanje protoka vazduha i sastoji se od cilindrične kartonske cevi 24 sa otvorenim krajevima. Usnik 10 elementa 2 za proizvodnju aerosola se nalazi nishodno od ekspanzione komore 8 i sadrži cilindrični čep 26 od neupredenih vlakana acetilovane celuloze vrlo male efikasnosti filtriranja okružen omotom 28 filterskog čepa. Usnik 10 može da bude okružen papirom za umotavanje filtera (nije prikazano).

Komponenta provodljiva za toplotu dalje sadrži element 30 koji provodi toplotu koji se sastoji od cevi od aluminijumske folije koja okružuje i u kontaktu je sa spoljašnjim omotom 12. Drugi element 30 koji provodi toplotu se nalazi preko prvog elementa 22 koji provodi toplotu i istih je dimenzija kao prvi element 22 koji provodi toplotu. Drugi element 30 koji provodi toplotu zbog toga direktno prekriva prvi element 22 koji provodi toplotu sa spoljašnjim omotom 12 između njih. Spoljna površina drugog elementa 30 koji provodi toplotu obložena je površinskim premazom, kao što je sjajni obojeni premaz, koji donosi vrednost emisivnosti manju od oko 0,6, poželjno manju od oko 0,2, za spoljnu površinu drugog elementa 22 koji provodi toplotu.

Prilikom upotrebe, korisnik pali zapaljivi ugljenični izvor 4 toplote, koji kondukcijom zagreva supstrat 6 koji daje aerosol. Korisnik onda povlači na usniku 10 tako da se hladan vazduh uvlači u element 2 za proizvodnju aerosola kroz ulaze 52 za vazduh. Povučeni vazduh prolazi ushodno između spoljašnjosti šuplje cevi 56 sa otvorenim krajevima i unutrašnjeg omota 50 kroz cilindrični čep 60 od neupredenih vlakana acetilovane celuloze u supstrat 6 koji daje aerosol. Zagrevanje supstrata 6 koji daje aerosol oslobađa isparljiva i poluisparljiva jedinjenja i glicerin iz duvanskog materijala 18, koja ulaze u povučeni vazduh dok on stiže u supstrat 6 koji daje aerosol. Povučeni vazduh se takođe zagreva dok prolazi kroz zagrevani supstrat 6 koji daje aerosol. Zagrejani povučeni vazduh i uneta jedinjenja onda prolaze nishodno kroz unutrašnjost šuplje cevi 56 elementa 44 za usmeravanje protoka vazduha do ekspanzione komore 8 gde se hlade i kondenzuju. Ohlađeni aerosol potom prolazi nishodno kroz usnik 10 elementa 2 za proizvodnju aerosola u korisnikova usta.

Nezapaljiva, suštinski nepropustljiva za vazduh, barijerna prevlaka 14 obezbeđena na celoj zadnjoj strani zapaljivog ugljeničnog izvora 4 toplote izoluje zapaljivi ugljenični izvor 4 toplote od prolaza za protok vazduha kroz element 2 za proizvodnju aerosola tako da, prilikom upotrebe, vazduh povučen kroz element 2 za proizvodnju aerosola duž puteva za protok vazduha nije u direktnom kontaktu sa zapaljivim ugljeničnim izvorom 4 toplote.

Drugi element 30 koji provodi toplotu zadržava toplotu unutar elementa 2 za proizvodnju aerosola da bi pomogao održavanje temperature prvog elementa 22 koji provodi toplotu u toku pušenja. To zauzvrat pomaže održavanje temperature supstrata 6 koji daje aerosol što olakšava stalnu i poboljšanu isporuku aerosola.

Crtež 2 prikazuje test aparat 100 za simulaciju zagrevanja elementa za proizvodnju aerosola u skladu sa predmetnim pronalaskom, koji se koristi za ispitivanje osobina različitih drugih elemenata koji provode toplotu, uključujući one koji imaju različite površinske tretmane. Test aparat 100 sadrži cilindrično aluminijumsko telo 102 okolo koga se obmotava test materijal 104. Test materijal 104 simulira drugi element koji provodi toplotu u elementu za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom.

Za vreme testiranja, kalem grejača 106 ugrađen unutar aluminijumskog tela 102 simulira efekat zagrevanja zapaljivog izvora toplote na ushodnom kraju elementa za proizvodnju aerosola. Da bi omogućio merenje emisivnosti spoljne površine test materijala 104 u skladu sa ISO 18434-1, napon duž kalema grejača 106 se postepeno povećava da bi se obezbedili periodi stabilizovane povećane temperature tokom procesa zagrevanja. Konkretno, napon duž kalema grejača 106 se povećava postepeno do 6 volti, 11 volti, 14 volti, 17 volti, 19,5 volti, 21 volte, i 24 volte, sa periodom od 10 minuta između svakog povećanja napona da se dozvoli da se stabilizuje temperatura test materijala 104.

Za vreme postupka ispitivanja, prvi i drugi termopar 108 i 110 upisuju redom temperaturu spoljne površine test materijala 104 i unutrašnjeg alumijumskog tela 102. Svaki termopar 108, 110 se nalazi 7 milimetara od ushodnog kraja 112 aluminijumskog tela 102.

Crtež 3 prikazuje grafikon temperature površine, merene upotrebom termopara 108, u odnosu na vreme za različite materijale elementa koji provodi toplotu kada se testira na aparatu sa crteža 2. Materijali testirani za drugi element koji provodi toplotu su bili: aluminijum samo; papir samo; kolaminat od papira i aluminijuma sa slojem aluminijuma koji formira spoljnu površinu; i kolaminat od papira i aluminijuma sa slojem papira koji formira spoljnu površinu. Aluminijum je imao merenu emisivnost 0,09 i papir je imao merenu emisivnost 0,95. Na Crtežu 3 je prikazano da niža emisivnost sloja aluminijuma u poređenju sa slojem papira dovodi do više spoljne temperature površine drugog elementa koji provodi toplotu zbog smanjenog zračenja toplote.

Kao što je prikazano na Crtežu 4, koji prikazuje grafikon unutrašnje temperature u odnosu na vreme, merene upotrebom termopara 110 tokom istog ispitivanja sa Crteža 3, smanjeno zračenje toplote postignuto upotrebom drugog elementa koji provodi toplotu sa niskom emisivnošću spoljne površine je takođe dovelo do povećane unutrašnje temperature unutar simulovanog elementa za proizvodnju aerosola. Na bazi ovih podataka, ovde su pronalazači prepoznali da iskorišćavanje drugog elementa koji provodi toplotu, koji ima nisku emisivnost na svojoj spoljnoj površini, obezbeđuje veću termičku efikasnost elementa za prozvodnju aerosola i stoga željeno povećanje unutrašnje temperature tokom pušenja.

Test zagrevanja ponavljan je upotrebom tri različita papir-aluminijum kolaminata, gde je svaki imao različit obrazac utiskivanja, i u svakom slučaju sa slojem aluminijuma koji formira spoljnu povšrinu drugog elementa koji provodi toplotu. Podaci o ispitivanju prikazani su na Crtežu 5, koji prikazuje unutrašnju temperaturu merenu sa termoparom 110 u odnosu na vreme

2

za sva tri test materijala, kao i podaci za reljefne laminate (i za aluminijum i za papir koji formiraju spoljnu površinu) za referencu. Prikazano je u podacima sa Crteža 5 da utiskivanje materijala koji formira drugi element koji provodi toplotu suštinski nema efekta na unutrašnju temperaturu simulovanog elementa za proizvodnju aerosola tokom testa zagrevanja, koji može da utvrdi svojstvo da utiskivanje suštinski nema efekta na emisivnost spoljne površine drugog elementa koji provodi toplotu. Ovo je prikazano u podacima sa Crteža 7, koji prikazuje da merene vrednosti emisivnosti za tri obrasca utiskivanja su bila 0,092, 0,085 i 0,092, koji su suštinski isti kao i vrednost emisivnosti od 0,9 za neembosirani kolaminat sa slojem aluminijuma koji formira spoljnu površinu.

Test zagrevanja je opet ponovljen upotrebom šest različitih papir-aluminijum kolaminata svakog sa različitim površinskim premazom od obojenog mastila nanetog preko spoljne površine od sloja aluminijuma, i u svakom slučaju sa slojem aluminijuma koji formira spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu. Šest različitih premaza površine koji su testirani su bili: sjajna zlatna boja; mat ružičasta boja; sjajna ružičasta boja; mat zelena boja; sjajna narandžasta boja; i mat crna boja. Podaci o ispitivanju prikazani su na Crtežu 6, koji prikazuje unutrašnju temperaturu merenu sa termoparom 110 u odnosu na vreme za svih šest test materijala, kao i podaci za neobložene kolaminate (i za aluminijum i za papir koji formiraju spoljnu površinu) za referencu. Prikazano je na Crtežu 6 da je premaz sloja aluminijuma u crnom mat mastilu rezultirao unutrašnjom temperaturom za vreme testiranja koja je bila slična onoj dobijenoj sa slojem papira kolaminata koji formira spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu. Druga mastila nisu imala značajan efekat na unutrašnju temperaturu simulovanog elementa za proizvodnju aerosola, kada se porede sa podacima za nepremazani sloj aluminijuma koji formira spoljnu površinu drugog elementa za proizvodnju aerosola. Stoga, na bazi ovih podataka, ovde su pronalazači prepoznali da nanošenje površinskog premaza na materijal koji formira spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu može da ima značajno dejstvo na termička svojstva drugog elementa koji provodi toplotu, u zavisnosti od toga koji konkretni površinski premaz je korišćen.

U tom smislu, emisivnost različitih test materijala, korišćenih u testu sa Crteža 6, merena je i podaci su predstavljeni na Crtežu 7. Na Crtežu 7 je prikazano da, mada nanošenje obojenog premaza na sloj aluminijuma povećava emisivnost u poređenju sa nepremazanim slojem aluminijuma, efekat je bio najznačajniji kada je premaz bio u mat crnoj boji. Prema tome, postoji direktna veza između povećanja vrednosti emisivnosti kao rezultat nanošenja obojenog premaza i rezultirajućeg smanjenja unutrašnje temperature simulovanog elementa za proizvodnju aerosola tokom testa zagrevanja. Prema tome, ovde su pronalazači prepoznali da, kada se nanese površinski premaz na spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu, površinski premaz treba da bude odabran tako da održi ili obezbedi nisku vrednost emisivnosti da se spreči neželjeno smanjenje, ili da dovede do željenog porasta, u unutrašnjoj temperaturi elementa za proizvodnju aerosola tokom pušenja.

2

Elementi za proizvodnju aerosola su konstruisani upotrebom šest premaza kolaminata korišćenih u testovima sa Crteža 6 i 7, sa premazanim slojem aluminijuma koji formira spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu u svakom slučaju. Radi reference, element za proizvodnju aerosola je takođe bio konstruisan upotrebom papir-aluminijum kolaminata sa nepremazanim mat slojem aluminijuma koji formira spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu. U svakom slučaju kolaminat koji sadrži papirni sloj koji ima debljinu 73 mikrona i osnovnu težinu 45 grama po kvadratnom metru laminiran na aluminijumskoj foliji koja ima debljinu 6,3 mikrona. Elementi za proizvodnju aerosola su onda pušeni u skladu sa Health Canada intenzivnim režimom pušenja (55 kubnih centimetara zapremina povučenog dima; 30 sekundi frekvencija povlačenja, trajanje povlačenja 2 sekunde) i rezultirajući podaci za isporuku glicerina, nikotina i ukupne čestice (TPM) su prikazani na Crtežima 8 i 9.

Crteži 8 i 9 pokazuju da mat ružičasti, mat zeleni, sjajno ružičasti i sjajno narandžasti premazi rezultiraju sličnom isporukom glicerina, nikotina i ukupnih čestica TPM u poređenju sa referentnim nepremazanim elementom od mat aluminijuma. Sjajno zlatni premaz rezultirao je smanjenom ali prihvatljivom isporukom u poređenju sa referentnim elementom. Mat crni premaz rezultirao je značajnim smanjenjem i neprihvatljivom isporukom u poređenju sa referentnim elementom. Na bazi podataka sa Crteža 8 i 9 kombinovanih sa merenim vrednostima emisivnosti sa Crteža 7, ovde su pronalazači prepoznali da kada se obezbeđuje površinski tretman na spoljnoj površini materijala koji formira drugi element koji provodi toplotu, površinski tretman treba da bude odabran tako da održi ili obezbedi emisivnost manju od oko 0,6.

U daljem primeru, elementi za proizvodnju aerosola su konstruisani da ispitaju dejstvo premaza od kalcijum karbonata na spoljnu površinu drugog elementa koji provodi toplotu. Kompleti prvog i drugog referentnog elementa su konstruisani, svaki sa nepremazanim drugim elementom koji provodi toplotu, i onda pušeni u skladu sa Health Canada intenzivnim režimom pušenja (55 kubnih centimetara zapremina povučenog dima; 30 sekundi frekvencija povlačenja, trajanje povlačenja 2 sekunde). Temperaturni profili za vreme pušenja za prvi i drugi referentni element prikazani su na Crtežima 10 i 11 (Crtež 10 prikazuje temperaturu merenu na nishodnom kraju izvora toplote, i Crtež 11 prikazuje temperaturu merenu na ushodnom kraju supstrata koji daje aerosol). Svaki drugi referentni element uključuje izvor toplote koji obezbeđuje veći termički izlaz nego izvor toplote svakog prvog referentnog elementa. Kao rezultat, drugi referentni elementi pokazuju generalno topliji temperaturni profil nego prvi referentni elementi.

Radi poređenja, konstruisan je komplet trećih elemenata, svaki identičan drugim referentnim elementima za dodavanje lakovanog premaza na spoljnu površinu drugih elemenata koji provode toplotu, lak sadrži 60 procenata kalcijum karbonata. Komplet trećih elemenata je onda pušen u skladu sa istim režimom pušenja i rezultati su prkazani na Crtežima 10 i 11. Kao što je prikazano na Crtežima 10 i 11, nanošenje premaza od kalcijum karbonata na spoljnu površinu drugih elemenata koji provode toplotu drugih referentnih elemenata menja

2

temperaturne profile drugih referentnih elemenata za vreme pušenja tako da se oni približavaju temperaturnim profilima prvih referentnih elemenata za vreme pušenja, uprkos većem termičkom izlazu izvora toplote u svakom drugom referentnom elementu u poređenju sa termičkim izlazom izvora toplote u svakom prvom referentnom elementu.

Prethodno opisane realizacije i primeri prikazani na Crtežima 1 do 11 ilustruju ali ne ograničavaju pronalazak. Druge realizacije pronalaska mogu da budu napravljene bez odstupanja od njegovog obima i treba razumeti da ovde opisane specifične realizacije nisu ograničavajuće.

2

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Element (2) za proizvodnju aerosola koji sadrži:

zapaljivi izvor (4) toplote;

supstrat (6) koji daje aerosol u termičkoj komunikaciji sa zapaljivIm izvorom (4) toplote; komponentu provodljivu za toplotu okolo bar dela supstrata (6) koji daje aerosol, komponenta provodljiva za toplotu ima spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa (2) za proizvodnju aerosola;

naznačen time što bar deo spoljne površine komponente provodljive za toplotu ima površinski premaz i emisivnost manju od 0,6.

2. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa zahtevom 1, naznačen time što je emisivnost spoljne površine komponente provodljive za toplotu manja od 0,5.

3. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa zahtevom 1 ili 2, naznačen time što je emisivnost spoljne površine komponente provodljive za toplotu veća od 0,1.

4. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa zahtevom 1, 2 ili 3, naznačen time što površinski premaz sadrži materijal punjenja koji uključuje jedan ili više materijala odabranih između grafita, metalnih oksida i metalnih karbonata.

5. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što je površinski premaz diskontinuiran.

6. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što komponenta provodljiva za toplotu obuhvata prvi element (22) koji provodi toplotu okolo i kontaktu sa nishodnim delom (4b) izvora (4) toplote i susednim ushodnim delom (6a) supstrata (6) koji daje aerosol, i drugi element (30) koji provodi toplotu okolo bar dela prvog elementa (22) koji provodi toplotu i sadrži spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa (2) za proizvodnju aerosola.

7. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa zahtevom 6, naznačen time što je drugi element (30) koji provodi toplotu radijalno odvojen od prvog elementa (22) koji provodi toplotu bar jednim slojem toplotnoizolacionog materijala koji se proteže oko bar jednog dela prvog elementa (22) koji provodi toplotu između prvog i drugog elementa (22, 30) koji provodi toplotu.

2

8. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što bar jedan deo spoljne površine komponente provodljive za toplotu uključuje površinski tretman pri čemu površinski tretman poželjno sadrži bar jedan od embosiranja, debosiranja i njihovih kombinacija.

9. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što površinski premaz sadrži bar jedan pigment.

10. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što površinski premaz sadrži prozirni materijal.

11. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što površinski premaz sadrži bar jedan od metalnih čestica, metalnih ljuskica ili oboje.

12. Element (2) za proizvodnju aerosola, u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što komponenta provodljiva za toplotu sadrži metalnu foliju.

13. Postupak proizvodnje elementa (2) za proizvodnju aerosola koji sadrži zapaljivi izvor (4) toplote, supstrat (6) koji daje aerosol u termičkoj komunikaciji sa zapaljivim izvorom (4) toplote i komponentom provodljivom za toplotu oko bar dela supstrata (6) koji daje aerosol, komponenta provodljiva za toplotu ima spoljnu površinu koja formira bar deo spoljne površine elementa (2) za proizvodnju aerosola,

postupak uključuje korak nanošenja premazne kompozicije na bar deo spoljne površine komponente provodljive za toplotu tako da premazani deo komponente provodljive za toplotu ima emisivnost manju od 0,6.

14. Postupak u skladu sa zahtevom 13, naznačen time što premazna kompozicija obuhvata materijal za punjenje, vezivno sredstvo i rastvarač.

15. Postupak u skladu sa zahtevom 14, naznačen time što materijal za punjenje sadrži jedan ili više materijala izabranih između grafita, metalnih oksida i metalnih karbonata.