Образующая аэрозоль система
Изобретение относится к образующей аэрозоль системе, которая содержит капсулу, содержащую оболочку, имеющую основание и по меньшей мере одну боковую стенку, проходящую от основания, причем капсула также содержит крышку, герметично прикрепленную к указанной по меньшей мере одной боковой стенке для образования герметизированной капсулы, а оболочка заключает в себе образующий аэрозоль субстрат и содержит токоприемный материал для нагрева образующего аэрозоль субстрата внутри оболочки, источник питания, соединенный с нагрузочной схемой, содержащей индуктор для индукционной связи с токоприемным материалом оболочки, при этом система дополнительно содержит теплоизоляционный слой, по меньшей мере частично окружающий токоприемный материал оболочки. Технический результат заключается в обеспечении самого непосредственного нагрева образующего аэрозоль субстрата. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к образующей аэрозоль системе.
Известны образующие аэрозоль системы, содержащие капсулы. Одна определенная система раскрыта в международной патентной публикации WO 2009/079641. Система содержит капсулу, содержащую оболочку, заключающую в себе вязкий испаряемый материал. Оболочка герметизирована крышкой, которая может прокалываться при вставке капсулы в образующее аэрозоль устройство, входящее в состав системы, для обеспечения возможности прохождения воздуха через капсулу при использовании. Устройство содержит нагреватель, выполненный с возможностью нагрева внешней поверхности оболочки до температуры вплоть до приблизительно 200 градусов по Цельсию. В таких системах нагреватель расположен вплотную к внешней стенке устройства. Это может привести к высоким внешним температурам, что может создавать дискомфорт для пользователя, удерживающего устройство. Кроме того, было обнаружено, что время до первой затяжки на устройстве составляет до 30 секунд или более. Таким образом, известная образующая аэрозоль система с нагревом капсулы имеет ряд недостатков. Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в устранении указанных недостатков и в создании образующей аэрозоль системы с повышенной эффективностью нагрева.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложена образующая аэрозоль система. Образующая аэрозоль система содержит капсулу, имеющую оболочку, содержащую основание и по меньшей мере одну боковую стенку, проходящую от основания. Капсула дополнительно содержит крышку, герметично закрепленную на указанной по меньшей мере одной боковой стенке с образованием герметизированной капсулы. Оболочка заключает в себе образующий аэрозоль субстрат и содержит токоприемный материал для нагрева образующего аэрозоль субстрата внутри оболочки. Система дополнительно содержит источник питания, соединенный с нагрузочной схемой. Нагрузочная схема содержит индуктор для индуктивной связи с токоприемным материалом оболочки. В этой связи выражение «оболочка содержит токоприемный материал» следует понимать в том смысле, что оболочка состоит частично или полностью из токоприемного материала.
Индуктор может содержать одну или более катушек, которые генерируют пульсирующее электромагнитное поле, индуктивно связываемое с воспринимающим материалом капсулы. Катушка или катушки могут окружать полость для размещения капсулы, которая образована в образующем аэрозоль устройстве и в которой размещается капсула при ее использовании. Предпочтительно, индуктор представляет собой часть корпуса устройства. Например, одна или несколько катушек индуктора могут быть встроены очень компактным образом в корпус устройства.
Во время приведения в действие высокочастотный переменный ток протекает через витки провода, который образует часть индуктора. При правильном размещении капсулы в полости для размещения капсулы, токоприемный материал капсулы располагается внутри указанного пульсирующего электромагнитного поля. Под действием пульсирующего поля образуются вихревые токи или потери на гистерезис внутри токоприемного материала, который в результате этого нагревается. Нагретый токоприемный материал нагревает образующий аэрозоль субстрат в капсуле до температуры, достаточной для образования аэрозоля, например до приблизительно 180-220 градусов по Цельсию.
Аэрозоль вытягивается из капсулы в направлении хода потока через мундштук и выводится из образующего аэрозоль устройства посредством мундштука.
Благодаря выполнению токоприемного материала в виде материала оболочки капсулы, обеспечивается возможность осуществления по существу прямого нагрева образующего аэрозоль субстрата. Благодаря генерированию тепла в стенке капсулы, не требуется обеспечение теплового контакта с нагревателем и передача тепла от нагревателя на капсулу. Снижается потребность в мощности и, возможно, снижается максимальная температура, обычно требующаяся в нагревателе для нагрева капсулы с целью обеспечения минимальной температуры для всего образующего аэрозоль субстрата в капсуле.
Таким образом обеспечивается возможность снижения общего количества субстрата, благодаря более эффективному использованию субстрата. В результате обеспечивается возможность сокращения количества отходов материала и снижения затрат на него.
Благодаря улучшенному управлению нагревом, также обеспечивается возможность более быстрого нагрева образующего аэрозоль субстрата и, следовательно, сокращения времени запуска и энергии, требующейся для подготовки устройства к использованию. Обеспечивается возможность сокращения потерь тепла и возможность уменьшения количества тепловой энергии, что может быть особо предпочтительным с точки зрения увеличения времени работы устройства или с точки зрения емкости батареи или размера батареи электронного нагревательного устройства.
Благодаря перемещению источника тепла ближе к образующему аэрозоль субстрату, также снижается степень повышения внешних температур образующего аэрозоль устройства. Таким образом обеспечивается возможность улучшения ощущений пользователя, при одновременном обеспечении возможности повышения рабочей температуры. Благодаря последнему обеспечивается возможность достижения большей гибкости материалов, подходящих для образования аэрозоля.
Предпочтительно, нагрузочная схема образующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению содержит одну катушку индуктивности. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в простоте конструкции устройства, электронной схемы устройства и его функционирования. В дополнение, обеспечивается возможность адаптации образующих аэрозоль устройств для использования с капсулами для осуществления индукционного нагрева. Такие устройства могут быть оснащены, например, электронной схемой и нагрузочной схемой, содержащей индуктор. Таким образом обеспечивается возможность изготовления подобных устройств, потребляющих меньше мощности, чем устройства, нагреваемые обычным образом, например содержащие нагреватели Kapton®, и обеспечиваются все преимущества контактного нагрева (например, не требуется посадка с натягом капсулы внутрь полости, что обеспечивает возможность использования больших производственных допусков и отделения электронной схемы от нагревательного элемента).
В контексте данного документа термин «токоприемник» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При размещении токоприемника в переменном электромагнитном поле, в нем обычно наводятся вихревые токи и происходят потери на гистерезис, что вызывает нагрев токоприемника. Поскольку токоприемник расположен в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату, этот субстрат нагревается посредством токоприемника таким образом, что образуется аэрозоль. Предпочтительно, токоприемник находится по меньшей мере частично в непосредственном физическом контакте с образующим аэрозоль субстратом.
Токоприемник может быть образован из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для образования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать или состоять из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, и феррита. Подходящий токоприемник может состоять из алюминия или содержать его.
Предпочтительные токоприемники представляют собой металлические токоприемники, например, из нержавеющей стали. Тем не менее, токоприемные материалы могут также содержать или быть изготовлены из графита, молибдена, карбида кремния, алюминия, ниобия, сплавов инконель (аустенитные суперсплавы на основе никеля-хрома), металлизированных пленок, керамики, например такой, как цирконий, металлов переходной группы, например таких как Fe, Co, Ni, или металлоидных компонентов, например таких как B, C, Si, P, Al.
Токоприемник предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно более чем 20%, предпочтительно более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов по Цельсию. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например с металлическими дорожками, образованными на поверхности керамического сердечника.
В системе согласно настоящему изобретению основание и указанная по меньшей мере одна боковая стенка капсулы могут содержать токоприемный материал. Предпочтительно, основание и указанная по меньшей мере одна боковая стенка содержат токоприемный материал. Предпочтительно, по меньшей мере участки указанной оболочки изготовлены из токоприемного материала. Тем не менее, по меньшей мере участки внутренней стороны оболочки могут быть также покрыты или облицованы токоприемным материалом. Предпочтительно, облицовка прикреплена или присоединена к оболочке таким образом, чтобы образовать единое целое с оболочкой.
Образующая аэрозоль система может содержать теплоизоляционный слой, по меньшей мере частично окружающий токоприемный материал оболочки. Теплоизоляционный слой может, например, по меньшей мере частично быть расположенным вокруг капсулы. Теплоизоляционный слой может быть расположен таким образом, чтобы он проходил вокруг по меньшей мере одной боковой стенки и основания оболочки.
Если оболочка капсулы не изготовлена из токоприемного материала, но, например, покрыта или облицована токоприемным материалом с ее внутренней стороны, теплоизоляционный слой может быть включен внутрь оболочки капсулы. Например, оболочка может быть по меньшей мере частично изготовлена из теплоизоляционного материала или содержать его. В таких вариантах осуществления теплоизоляционный материал расположен с внешней стороны от токоприемного материала относительно внутренней области капсулы. Таким образом, теплоизоляционный слой представляет собой отдельный от капсулы слой материала или включенный как единое целое внутрь капсулы.
Предпочтительно, теплоизоляционный материал расположен в образующем аэрозоль устройстве, с которым используется капсула, и предпочтительно по меньшей мере частично окружает полость для размещения капсулы в устройстве. Таким образом, теплоизоляция выполнена в устройстве независимо от конструкции капсулы, используемой с устройством.
Благодаря теплоизоляции, тепло, генерируемое в капсуле, сохраняется в этой капсуле. Обеспечивается возможность снижения или предотвращения потерь тепла в окружающую среду из-за теплопроводности. В дополнение, обеспечивается возможность ограничения или предотвращения нагрева корпуса образующего аэрозоль устройства.
Теплоизоляционный слой может быть расположен в корпусе устройства, например, между индуктором и капсулой. Он может также быть расположен с внешней стороны индуктора, например по меньшей мере частично окружать индуктор.
Предпочтительно, теплоизоляционный слой расположен по меньшей мере частично между по меньшей мере одной боковой стенкой оболочки и индуктором. Благодаря этому предотвращается дальнейшая утечка наружу тепла, генерируемого в токоприемном материале оболочки. В частности, предотвращается или ограничивается передача тепла в радиальном направлении на корпус устройства, и таким образом предотвращается нагрев других частей устройства, в частности внешней поверхности корпуса устройства, которой касается пользователь
Благодаря отсутствию необходимости во внешнем нагревателе, таком как нагреватель Kapton®, в образующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению, обеспечивается возможность либо уменьшения пространства, необходимого для таких нагревателей в образующих аэрозоль устройствах, используемых в системе согласно настоящему изобретению, либо возможность использования этого пространства для теплоизоляции без необходимости в обеспечении дополнительного пространства.
Теплопроводность представляет собой способность материала проводить тепло. Передача тепла происходит с более низкой скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью. Теплопроводность материала может зависеть от температуры.
Теплоизоляционные материалы, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно имеют теплопроводность менее чем 1 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно менее чем 0,1 Ватта на (метр х Кельвин), например от 1 до 0,01 Ватта на (метр х Кельвин).
Предпочтительно, крышка капсулы является ломкой. При использовании обеспечивается возможность прокалывания или перфорации ломкой крышки с помощью любого подходящего прокалывающего элемента, например, выполненного в образующем аэрозоль устройстве, для обеспечения возможности прохождения воздуха через капсулу.
Крышка предпочтительно изготовлена из полимера или металла и, более предпочтительно, она изготовлена из алюминия. Крышка может быть ламинирована для улучшения герметизирующей способности. Предпочтительно, крышка изготовлена из ламинированного пищевого анодированного алюминия.
Крышка может содержать такой материал или быть изготовлена из такого материала, чтобы обеспечить или не обеспечить возможность ее индукционного нагрева. Предпочтительно, крышка изготовлена из такого материала или содержит такой материал, чтобы эта крышка не участвовала или в незначительно степени участвовала в процессе нагрева. Предпочтительно, крышка может быть образована из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного материала или парамагнитного материала. В частности, крышка может содержать менее чем 20 процентов, в частности менее чем 10 процентов или менее чем 5 процентов или менее чем 2 процента ферромагнитного или парамагнитного материала.
Образующее аэрозоль устройство, входящее в состав системы согласно настоящему изобретению, может содержать прокалывающий элемент. Прокалывающий элемент выполнен с возможностью разрушения, например прокалывания или перфорирования крышки капсулы.
Образующее аэрозоль устройство может содержать мундштук, предпочтительно содержащий по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие и по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие. Прокалывающий элемент предпочтительно содержит по меньшей мере один первый канал, проходящий между указанным по меньшей мере одним впускным воздушным отверстием и дальним концом прокалывающего элемента.
Мундштук предпочтительно дополнительно содержит по меньшей мере один второй канал, проходящий между дальним концом прокалывающего элемента и указанным по меньшей мере одним выпускным воздушным отверстием. Следовательно, мундштук предпочтительно расположен таким образом, что при использовании, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, воздух протекает по воздушному тракту, проходящему от указанного по меньшей мере одного впускного воздушного отверстия через указанный по меньшей мере один первый канал, участок капсулы и указанный по меньшей мере один второй канал и выходит из указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия.
Благодаря наличию таких каналов, обеспечивается возможность получения улучшенного воздушного потока через устройство и возможность более легкой доставки аэрозоля пользователю.
Образующий аэрозоль субстрат в капсуле предпочтительно представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Указанные летучие соединения высвобождаются в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата.
Образующий аэрозоль субстрат может быть твердым или жидким, или содержать как твердые, так и жидкие компоненты. В предпочтительном варианте осуществления образующий аэрозоль субстрат является твердым.
Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Образующий аэрозоль субстрат, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табак, а табакосодержащий материал предпочтительно содержит летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал.
Гомогенизированный табачный материал может быть образован в результате агломерации табака в виде частиц. В гомогенизированном табачном материале, при его наличии, содержание образователя аэрозоля может составлять не менее чем 5% по весу в пересчете на сухой вес, и предпочтительно от более чем 5% до 30% по весу в пересчете на сухой вес. Образующий аэрозоль субстрат может, в качестве альтернативы, содержать материал, не содержащий табака. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.
Образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере один образователь аэрозоля. Образователь аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре образующего аэрозоль устройства.
Образователь аэрозоля может также иметь свойства увлажнителя, которые способствуют поддержанию требуемого уровня влажности в образующем аэрозоль субстрате, когда этот субстрат состоит из продукта на табачной основе, содержащего табачные частицы. В частности, некоторые образователи аэрозоля представляют собой гигроскопичный материал, который функционирует как увлажнитель, т.е. материал, который способствует поддержанию влажности субстрата, содержащего этот увлажнитель.
Подходящие образователи аэрозоля могут быть выбраны из следующего: полиолы, гликолевые простые эфиры, полиольные сложные эфиры, сложные эфиры и жирные кислоты, и могут содержать одно или более из следующих соединений: глицерин, эритрит, 1,3-бутиленгликоль, тетраэтиленгликоль, триэтиленгликоль, триэтилцитрат, пропиленкарбонат, этиллаурат, триацетин, мезо-эритрит, смесь на основе диацетина, диэтилсуберат, триэтилцитрат, бензилбензоат, бензилфенилацетат, этилванилат, трибутирин, лаурилацетат, лауриновая кислота, миристиновая кислота и пропиленгликоль.
Один или более образователей аэрозоля могут быть смешаны для получения преимущества, обусловленного одним или более свойствами смешиваемых образователей аэрозоля. Например, триацетин может быть смешан с глицерином и водой, чтобы получить преимущество, обусловленное способностью триацетина передавать активные компоненты и увлажняющими свойствами глицерина.
Благодаря улучшенной эффективности нагрева образующего аэрозоль субстрата, обеспечивается возможность получения более высокой рабочей температуры. Благодаря более высокой рабочей температуре, обеспечивается, например, возможность использования глицерина в качестве образователя аэрозоля, который обеспечивает улучшенный аэрозоль по сравнению с образователями аэрозоля, используемыми в известных системах.
Образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как никотин или ароматизаторы.
Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере один образователь аэрозоля.
Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой вязкий пастообразный материал или он может быть размещен в оболочке в рассыпной форме. Например, полоски или частицы образующего аэрозоль субстрата могут быть в рассыпной форме размещены в капсуле, или они могут быть зафиксированы на своем месте, например, путем соединения с геометрическим замыканием субстрата и оболочки.
Лист образующего аэрозоль субстрата может быть, например, гофрирован, согнут или он может быть нарезан на полоски и затем вставлен внутрь оболочки перед герметизацией оболочки.
Лист образующего аэрозоль субстрата, содержащий, например, табачный материал и образователь аэрозоля, может иметь толщину от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,3 миллиметра до 1,5 миллиметра, например 0,8 миллиметра. Лист образующего аэрозоль субстрата может иметь отклонения по толщине вплоть до приблизительно 30 процентов вследствие производственных допусков.
Лист образующего аэрозоль субстрата, в частности лист гомогенизированного табачного материала, может быть, например, измельчен или нарезан на полоски, имеющие ширину от 0,2 мм до 2 мм, более предпочтительно от 0,4 мм до 1,2 мм. Ширина полосок может составлять, например, 0,9 мм.
В качестве альтернативы, образующий аэрозоль субстрат, в частности гомогенизированный табачный материал, может быть образован в виде сфер с использованием сферонизации. Средний диаметр указанных сфер предпочтительно составляет от примерно 0,5 мм до примерно 4 мм, более предпочтительно от примерно 0,8 мм до примерно 3 мм.
В качестве общего правила, всякий раз при упоминании значения по всей данной заявке следует понимать, что данное значение раскрыто однозначным образом. Тем не менее, следует также понимать, что по техническим соображениям значение не обязательно представляет собой точное значение. Значение может, например, включать в себя диапазон значений, соответствующих точному значению плюс-минус 20 процентов.
Заполнение оболочки образующим аэрозоль субстратом может осуществлять с помощью известных заполняющих средств. Образующим аэрозоль субстратом могут также заполняться пакетики, которые затем вставляют внутрь оболочки.
Таким образом, капсула может содержать пакетик, расположенный в оболочке. Пакетик содержит пористую емкость, заключающую в себе образующий аэрозоль субстрат.
Пакетик предпочтительно образуют из сетки. Сетка предпочтительно является пористой для образуемого аэрозоля и обеспечивает возможность высвобождения аэрозоля из пакетика. Сетка может быть образована любым подходящим способом, например путем ткацкого переплетения материала или путем резки с использованием зубчатого валика и т.п., с последующим растяжением материала путем приложения усилия, перпендикулярного оси зубчатых валиков.
Пакетик может быть образован из любого подходящего материала, способного выдерживать высокую температуру во время использования, не сгорая или не внося нежелательных ароматов в аэрозоль. В частности, для образования пакетика особенно хорошо подходят натуральные волокна сизаль и рами. В качестве альтернативы, пакетик может быть образован из керамических волокон или металла.
Предпочтительно, пакетик образован из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного материала или парамагнитного материала. В частности, пакетик может содержать менее чем 20 процентов, в частности менее чем 10 процентов или менее чем 5 процентов или менее чем 2 процента ферромагнитного или парамагнитного материала.
Материал, используемый для образования пакетика, может иметь толщину от примерно 50 микрон до примерно 300 микрон. Благодаря выполнению пакетика с использованием тонкого материала, обеспечивается возможность снижения затрат на материал и сокращения количества отходов материала. Размер волокон материала, используемого для образования пакетика, может составлять от 10 микрометров до 30 микрометров.
Образующий аэрозоль субстрат внутри емкости пакетика предпочтительно имеет пористость от 0,2 до 0,35. Более предпочтительно, пористость составляет от 0,24 до 0,35. Пористость определяется как объемная доля пустого пространства внутри емкости. Таким образом, пористость 100% будет означать, что емкость не содержит субстрата, и пористость 0% будет означать, что емкость полностью заполнена субстратом без каких-либо пустот.
Капсула может быть заполнена образующим аэрозоль субстратом полностью или лишь частично. Уровень заполнения может выбираться и адаптироваться к конкретным ощущениям пользователя или в соответствии с определенным количеством затяжек.
Капсула предпочтительно заполнена образующим аэрозоль субстратом в количестве от приблизительно 150 мг до приблизительно 400 мг, более предпочтительно образующим аэрозоль субстратом в количестве от приблизительно 200 мг до приблизительно 300 мг, и в предпочтительном варианте осуществления образующим аэрозоль субстратом в количестве 250 мг.
Как описано выше, образующий аэрозоль субстрат может быть жидким. В таких вариантах осуществления капсула может быть оснащена материалом с высокой способностью к удержанию жидкости для по существу предотвращения утечки жидкого образующего аэрозоль субстрата из капсулы при использовании. Материал с высокой способностью к удержанию жидкости может представлять собой губкообразный материал. Например, материал с высокой удерживающей способностью может содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлоза, керамика, нержавеющая сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX®.
Капсула может быть изготовлена с использованием любого подходящего способа. Например, оболочка может быть изготовлена с использованием процесса глубокой вытяжки или формования. Затем оболочка может быть заполнена образующим аэрозоль субстратом с помощью любых других подходящих средств. Затем оболочку герметизируют с помощью крышки. Крышка может быть герметично прикреплена к оболочке с использованием любого подходящего способа, в том числе: адгезива, такого как эпоксидный адгезив, термической сварки, ультразвуковой сварки и лазерной сварки.
В контексте данного документа термин «продольный» относится к направлению между ближним или крышечным концом и противоположным ему дальним или базовым концом капсулы, а также относится к направлению между ближним или мундштучным концом и дальним концом образующего аэрозоль устройства, содержащегося в системе согласно настоящему изобретению.
Основание оболочки предпочтительно является по существу круглым. Радиус основания капсулы предпочтительно составляет от 3 мм до 6 мм, более предпочтительно от 4 мм до 5 мм, и в наиболее предпочтительном варианте осуществления радиус основания составляет 4,5 мм.
Продольная длина по меньшей мере одной боковой стенки предпочтительно составляет по меньшей мере в 2 раза больше, чем радиус основания. Оболочка, имеющая такие размеры, обеспечивает преимущество, состоящее в возможности обеспечения достаточного объема внутри капсулы для размещения образующего аэрозоль субстрата в количестве, достаточном для создания надлежащих ощущений у пользователя.
Продольная длина капсулы предпочтительно составляет от 7 мм до 13 мм, более предпочтительно от 9 мм до 11 мм, и в особо предпочтительном варианте осуществления продольная длина капсулы составляет 10,2 мм.
Оболочка предпочтительно имеет толщину от 0,1 мм до приблизительно 0,5 мм, более предпочтительно от 0,2 мм до приблизительно 0,4 мм, и в особо предпочтительном варианте осуществления толщина стенки оболочки составляет 0,3 мм.
Благодаря выполнению оболочки с тонкими стенками, обеспечивается возможность снижения затрат на материал и количества отходов материала при выбрасывании капсулы.
Оболочка предпочтительно выполнена как единое целое. В случае, если для образования оболочки или участков оболочки используются неметаллы, например полимерные материалы, такие как любой подходящий полимер, они должны быть способны выдерживать рабочую температуру токоприемного материала.
Подходящие материалы для оболочки и других участков капсулы могут представлять собой совместимые с пищевыми продуктами материалы, например такие, как материалы, одобренные FDA (Управление США по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов) для медицинских инструментов и устройств.
Капсула, оболочка или крышка могут быть образованы из одного или более материалов, которые являются стойкими к ингредиентам образующего аэрозоль субстрата, например стойкими к никотину или стойкими к образователю аэрозоля.
Капсула, оболочка и крышка могут быть покрыты одним или более защитными материалами, стойкими к ингредиентам образующего аэрозоль субстрата.
Настоящее изобретение будет далее описано в отношении вариантов его осуществления, проиллюстрированных нижеследующими чертежами, на которых:
на фиг. 1 схематично показано поперечное сечение образующей аэрозоль системы с индукционным нагревом;
на фиг. 2 показан пример капсулы для использования в системе по фиг. 1.
На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении образующей аэрозоль системы 8 с индукционным нагревом, содержащей образующее аэрозоль устройство 7 и капсулу 1, описанные ниже. Образующее аэрозоль устройство 7 содержит внешний корпус 70, выполненный с возможностью размещения в нем источника 700 питания, такого как перезаряжаемая батарея, управляющей схемы 701 и индуктора 702, например катушки индуктивности. Корпус 70 дополнительно содержит полость 703, выполненную с возможностью размещения в ней капсулы 1. Индуктор 702 встроен в ближний участок корпуса 70, окружающий полость 703 и капсулу 1, размещенную в полости 703.
Образующее аэрозоль устройство 7 дополнительно содержит мундштук 71, прикрепляемый к ближнему концу корпуса 70 устройства. Мундштук 71 содержит прокалывающий участок 710, направленный в сторону полости 703. Мундштук 71 дополнительно содержит два воздушных канала, расположенных в мундштуке 71: впускной канал 711 и выпускной канал 712.
При размещении капсулы 1 в полости 703 корпуса 70, обеспечивается возможность индукционного нагрева токоприемного материала активного субстрата 2, содержащегося в капсуле 1, посредством катушки 702 индуктивности.
При использовании пользователь вставляет капсулу 1 в полость 703 образующего аэрозоль устройства 7 и затем прикрепляет мундштук 71 к корпусу 70. В результате прикрепления мундштука прокалывающий участок 710 прокалывает крышку капсулы 1 и образует воздушный тракт от впускного воздушного отверстия через капсулу 1 до выпускного воздушного отверстия. Участок 714 воздушного тракта, входящий в капсулу 1, и участок 715 воздушного тракта, выходящий из капсулы 1, показаны стрелками. Далее пользователь приводит в действие устройство 7, например, путем нажатия кнопки (не показана). При приведении в действие устройства управляющая электронная схема 701 подает питание на индуктор 702 от источника 700 питания. Когда температура содержимого капсулы 1 достигает рабочей температуры, составляющей, например, от приблизительно 220 градусов по Цельсию до приблизительно 240 градусов по Цельсию, обеспечивается возможность оповещения пользователя с помощью индикатора (не показан) о том, что устройство готово к использованию и пользователь может осуществлять затяжки на мундштуке 71. Когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, воздух через впускное воздушное отверстие и канал 711 внутри мундштука 71 поступает в капсулу 1, захватывает испаренный образующий аэрозоль субстрат и затем выходит из капсулы 1 через выпускной канал 712 в мундштуке 71.
На фиг. 2 показана капсула 1, заключающая в себе образующий аэрозоль субстрат 2. Капсула 1 содержит оболочку 10, которая герметизирована крышкой 11. Оболочка 10 содержит выступ 12 для прикрепления крышки 11 к оболочке 10. Оболочка 10 содержит основание 101 и боковую стенку 100. Оболочка 10 капсулы 1 или вся капсула 1 может быть изготовлена из токоприемного материала, способного к индукционному нагреву, таким образом, чтобы она нагревалась и испаряла образующий аэрозоль субстрат 2 в капсуле 1. Предпочтительно, оболочка 10 изготовлена из нержавеющей стали. Оболочка может быть также изготовлена из других материалов или содержать их, однако оболочка предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно более чем 20%, предпочтительно более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Предпочтительно, крышка 11 образована из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного материала или парамагнитного материала.
Оболочка 10 капсулы 1 обычно содержит совместимый с пищевыми продуктами материал, поскольку в большинстве случаев капсула 1 должна использоваться с устройством для ингаляции аэрозоля, образующегося в результате испарения образующего аэрозоль субстрата. Наряду с нержавеющей сталью, дополнительные примеры некоторых совместимых с пищевыми продуктами материалов включают в себя полиэтилентерефталат (РЕТ), аморфный полиэтилентерефталат (АРЕТ), высокоплотный полиэтилен (HDPE), поливинилхлорид (PVC), низкоплотный полиэтилен (LDPE), полипропилен, полистирол и поликарбонат. В некоторых случаях, в частности в случае, если материал оболочки не содержит токоприемного материала, оболочка 10 может быть облицована токоприемным материалом или совместимым с пищевыми продуктами токоприемным материалом, чтобы обеспечить возможность индукционного нагрева оболочки 10, не допустить высыхания образующего аэрозоль субстрата 2 и защитить образующий аэрозоль субстрат 2.
Оболочка 10 капсулы 1 может быть закрыта посредством, например, термически свариваемой закрывающей пленки для образования полностью замкнутой и воздухонепроницаемой капсулы 1. Герметизированная капсула обеспечивает преимущество, состоящее в возможности сохранения свежести содержимого и в предотвращении высыпания активного материала, находящегося внутри капсулы 1, во время транспортировки или манипулирования, осуществляемого пользователем.
Предпочтительно, капсула 1образована и профилирована для легкой вставки внутрь полости индукционного нагревательного устройства и, предпочтительно, для плотной посадки внутрь полости устройства, например устройства согласно настоящему изобретению, описанному в данном документе.
Крышка 11 капсулы 1 может также быть изготовлена из различных материалов. Обычно крышка изготовлена из совместимого с пищевыми продуктами материала. Крышка 11 может быть герметично закреплена на капсуле 1 после заполнения капсулы 1 активным субстратом 2. Специалистам в данной области техники известно множество способов герметичного закрепления крышки 11 на оболочке 10 капсулы 1. Один пример способа герметичного закрепления крышки на оболочке капсулы, содержащей выступ 12, представляет собой термическую сварку. Предпочтительно, крышка 11 капсулы 1считается совместимой с пищевыми продуктами до температуры по меньшей мере приблизительно 350 градусов по Цельсию. Крышка 11 может представлять собой имеющуюся в продаже пленку, которая предназначена для использования с продуктами, приготавливаемыми в обычной духовке, и часто именуется «пленкой для двух духовок» (для использования в микроволновой и в обычной духовке). Пленки для двух духовок обычно содержат слой основы из РЕТ (полиэтилентерефталата) и термически свариваемый слой из АРЕТ (аморфного полиэтилентерефталата). Затем термически свариваемый слой из АРЕТ приводят в контакт с выступом 12 оболочки 10 капсулы 1. Такие закрывающие пленки легко могут быть повергнуты предварительной металлизации или амальгамированию для улучшения барьерной характеристики пленки в отношении влаги, кислорода и других газов.
Материал капсулы 1, в частности оболочки 10, может служить для сохранения свежести заполняющего материала и увеличения срока годности капсулы. Капсула или крышка обеспечивает также возможность улучшения визуальной привлекательности капсулы 1 и ее субъективного восприятия. Материал капсулы может также обеспечивать возможность улучшенной печати и визуальной заметности информации о продукте, такой как бренд или обозначение аромата.
Капсула 1 может иметь отверстия или вентиляционные проемы (не показаны) в капсуле. Эти отверстия могут обеспечивать возможность связи содержимого капсулы 1 с окружающей средой. Капсула 1 может также состоять из материала или, предпочтительно, содержать крышку, которые обеспечивают возможность их перфорации или открывания при вдавливании внутрь устройства, способного испарять содержимое капсулы 1. Например, если капсула 1 нагрета до определенной температуры, ее содержимое испаряется, и отверстие или отверстия, создаваемые устройством, обеспечивают возможность выхода испаренного содержимого из нагретой капсулы 1. Капсула 1 может также содержать крышку 11 или уплотнение, которые могут быть открыты, например, оторваны, сразу же после того, как капсула 1 вставлена внутрь устройства.
Предпочтительно, капсула 1 предназначена для одноразового использования и может быть заменена на новую после использования. Тип продукта, заключенного внутри капсулы 1, может быть отмечен маркировкой на капсуле, а также он может быть указан посредством цвета, размера или формы капсулы 1.
В устройстве или капсуле 1 согласно настоящему изобретению может использоваться любой материал, который способен превращаться в аэрозоль и вдыхаться пользователем. Такие материалы могут включать в себя, но без ограничения, материалы, содержащие табак, натуральные или искусственные ароматизаторы, кофейный порошок или кофейные зерна, мяту, ромашку, лимон, мед, чайные листья, какао и другие нетабачные альтернативные компоненты на основе других растений. Могут использоваться соединения, которые могут испаряться (или улетучиваться) при сравнительно низкой температуре и, предпочтительно, без вредных продуктов деградации. Примеры соединений включают в себя, но без ограничения, ментол, кофеин, таурин и никотин.
Предпочтительно, капсула 1 заполняется табаком или табачным материалом. В данном документе табак или табачный материал определяется как любая комбинация натуральных и синтетических материалов, содержащий табак. Капсула может быть приготовлена с помощью высушенного табака, образователя аэрозоля, такого как глицерин или пропиленгликоль, и ароматизаторов. Например, табак может быть нарезан на мелкие фрагменты (например, менее чем 2 мм в диаметре, предпочтительно менее чем 1 мм), с добавлением других ингредиентов и перемешиванием до достижения однородной консистенции. Образующий аэрозоль субстрат 2 может также быть обработан до пастообразной консистенции, например, с размером табачных частиц менее чем 1 мм. Такой пастообразный субстрат или суспензия обеспечивает возможность облегчения заполнении капсулы 1.
Содержащая табак суспензия может также быть нанесена и высушена с образованием листа, т.н. литого листа. Высушенный литой лист может быть вставлен внутрь капсулы в гофрированном и согнутом виде.
Табачный лист, например литой лист, может иметь предпочтительную толщину в диапазоне от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров, например, 1 миллиметр. Отклонения по толщине, составляющие вплоть до 30 процентов, могут возникать вследствие производственных допусков.
Литой лист может быть также подвергнут обработке, например, путем резки листа на небольшие куски или полоски, например, шириной 1-2 мм.
Количество активного субстрата составляет, например, приблизительно 0,25 кубического сантиметра активного субстрата на капсулу 1.
1. Образующая аэрозоль система, содержащая:
- капсулу, содержащую оболочку, имеющую основание и по меньшей мере одну боковую стенку, проходящую от основания, причем капсула также содержит крышку, герметично прикрепленную к указанной по меньшей мере одной боковой стенке для образования герметизированной капсулы, а оболочка заключает в себе образующий аэрозоль субстрат и содержит токоприемный материал для нагрева образующего аэрозоль субстрата внутри оболочки;
- источник питания, соединенный с нагрузочной схемой, содержащей индуктор для индукционной связи с токоприемным материалом оболочки, при этом система дополнительно содержит теплоизоляционный слой, по меньшей мере частично окружающий токоприемный материал оболочки.
2. Система по п. 1, в которой основание и указанная по меньшей мере одна боковая стенка капсулы содержат токоприемный материал.
3. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой, по меньшей мере, участки оболочки изготовлены из токоприемного материала.
4. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой, по меньшей мере, участки внутренней стороны оболочки покрыты или облицованы токоприемным материалом.
5. Система по любому из предыдущих пунктов, содержащая образующее аэрозоль устройство, имеющее индуктор и корпус устройства, содержащий полость для размещения капсулы.
6. Система по п. 5, в которой корпус устройства содержит теплоизоляционный слой.
7. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой теплоизоляционный слой расположен между капсулой и индуктором.
8. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой крышка капсулы является ломкой.
9. Система по любому из пп. 5-8, в которой образующее аэрозоль устройство содержит прокалывающий элемент для прокалывания крышки капсулы.
10. Образующая аэрозоль система по п. 9, в которой образующее аэрозоль устройство содержит мундштук, имеющий по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие и по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие, а прокалывающий элемент содержит по меньшей мере один первый канал, проходящий между указанным по меньшей мере одним впускным воздушным отверстием и дальним концом прокалывающего элемента, при этом мундштук также содержит по меньшей мере один второй канал, проходящий между дальним концом прокалывающего элемента и указанным по меньшей мере одним выпускным воздушным отверстием, так что при использовании, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, воздух протекает по воздушному тракту, проходящему от указанного по меньшей мере одного впускного воздушного отверстия через указанный по меньшей мере один первый канал, участок капсулы и указанный по меньшей мере один второй канал, и выходит через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие.
11. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой образующий аэрозоль субстрат содержит никотин и по меньшей мере один образователь аэрозоля.
12. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой образующий аэрозоль субстрат выполнен в виде частиц, полосок, гофрированного или сложенного листа, гранул или вязкого материала.
13. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой капсула содержит пакетик, расположенный в оболочке и содержащий пористую емкость, заключающую в себе образующий аэрозоль субстрат.
