BR112016019674B1 - Substrato formador de aerossol e sistema de distribuição de aerossol - Google Patents
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Abstract
substrato formador de aerossol e sistema de distribuição de aerossol. a presente invenção refere-se a um substrato formador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. o substrato formador de aerossol compreende um material sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e pelo menos um primeiro material susceptor para aquecer o substrato formador de aerossol. o primeiro material susceptor tem uma primeira temperatura de curie e é organizado em proximidade térmica do material sólido. o substrato formador de aerossol compreende pelo menos um segundo material susceptor tendo uma segunda temperatura de curie é disposta em proximidade térmica do material sólido. os primeiro e segundo materiais susceptores têm um produto específico da taxa de absorção (specific absorption rate, sar) que são distintos uns dos outros. como alternativa ou adicionalmente, a primeira temperatura de curie do primeiro material susceptor é menor do que a segunda temperatura de curie do segundo material susceptor e a segunda temperatura de curie do segundo material susceptor define uma temperatura de aquecimento máxima do primeiro e do segundo material susceptor. também é descrito um sistema de distribuição de aerossol.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um substrato formador deaerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. A invenção também refere-se a um sistema de distribuição de aerossol.
[0002] A partir da técnica anterior, são conhecidos os sistemas dedistribuição de aerossol que compreendem um substrato formador de aerossol e um dispositivo de aquecimento indutivo. O dispositivo de aquecimento indutivo compreende uma fonte de indução que produz um campo eletromagnético alternado que induz uma corrente de Foucault geradora de calor em um material susceptor. O material susceptor está em proximidade térmica do substrato formador de aerossol. O material susceptor aquecido por sua vez aquece o substrato formador de aerossol que compreende um material que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Uma quantidade de modalidades para substratos formadores de aerossol foi descrita na técnica que são fornecidos em diversas configurações para o material susceptor a fim de determinar um aquecimento adequado do substrato formador de aerossol. Assim, uma temperatura de funcionamento do substrato formador de aerossol é buscada, na qual a liberação de compostos voláteis que podem formar um aerossol seja satisfatória.
[0003] No entanto, seria desejável fornecer um substrato formadorde aerossol que permite um produto ainda melhor e mais eficiente de aerossol mediante aquecimento.
[0004] De acordo com um aspecto da invenção, um substrato formador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo é fornecido. O substrato formador de aerossol compreende um material sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e pelo menos um primeiro material susceptor para aquecer o substrato formador de aerossol. O primeiro material susceptor tem uma primeira temperatura de Curie e é organizado em proximidade térmica do material sólido. O substrato formador de aerossol compreende pelo menos um segundo material susceptor tendo uma segunda temperatura de Curie é disposta em proximidade térmica do material sólido. Os primeiro e segundo materiais susceptores têm um produto específico da taxa de absorção (specific absorption rate, SAR) que são distintos uns dos outros. Como alternativa ou adicionalmente, a primeira temperatura de Curie do primeiro material susceptor é menor do que a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor e a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor define uma temperatura de aquecimento máxima do primeiro e do segundo material susceptor.
[0005] Ao ter pelo menos os primeiro e segundo materiais suscep-tores com as primeira e segunda temperaturas de Curie distintos umas das outras, o pré-requisito para um aquecimento mais eficiente e controlado do substrato formador de aerossol e, portanto, de um produto mais eficiente de um aerossol é fornecido. Os primeiro e segundo materiais susceptores podem ter produções de taxa de absorção específica (SAR) diferentes. O produto da SAR aqui é definido como produto Joule por quilo de material susceptor por ciclo, em uma determinada frequência e em uma resistência definida de um campo de indução eletromagnética. Devido às produções distintas de SAR, os primeiro e segundo materiais susceptores têm eficiências diferentes no que diz respeito a suas perdas de calor. Como alternativa ou adicionalmente a esta propriedade específica dos materiais susceptores, os primeiro e segundo materiais susceptores, cada um tendo sua primeira ou segunda temperatura Curie específica podem ser ativados separada- mente. Isto pode ser conseguido, por exemplo, com diferentes frequências de uma corrente de indução alternada e/ou com diferentes frequências de um campo magnético, causando o aquecimento por indução dos primeiro e segundo materiais susceptores. Isto permite uma distribuição mais eficaz do primeiro e o segundo material susceptor no substrato formador de aerossol, para alcançar uma depleção personalizada dos mesmos. Assim, se, por exemplo, se deseja ter uma deposição de calor aumentada em regiões periféricas do substrato formador de aerossol, o segundo material susceptor com a segunda temperatura de Curie mais alta, pode ser disposta preferencialmente nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol, enquanto o primeiro material susceptor pode ser colocado preferencialmente em uma respectiva região central. Deve ser notado que se for considerado apropriado, a disposição do primeiro e o segundo material susceptor do substrato formador de aerossol também pode ser invertido, assim, o primeiro material susceptor pode ser disposto em regiões periféricas, enquanto o segundo material susceptor, por exemplo, pode ser disposto em uma parte central do substrato formador de aerossol. O substrato formador de aerossol em conformidade com a invenção permite uma composição personalizada do mesmo em conformidade com requisitos específicos. Um superaquecimento do substrato formador de aerossol pode ser prevenido pela seleção do segundo material susceptor, que tem a segunda temperatura de Curie mais alta, que define uma temperatura de aquecimento máxima dos primeiro e segundo materiais susceptores. Quando o segundo material susceptor atingiu sua segunda temperatura de Curie, suas propriedades magnéticas mudam de uma fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como uma consequência, as perdas por histerese do segundo material susceptor desaparecem. Durante o aquecimento indutor do substrato formador de aerossol esta mudança de fase pode ser detectada em linha e o processo de aquecimento pode ser interrompido automaticamente. Assim, um superaquecimento do substrato formador de aerossol pode ser evitado. Após o aquecimento indutivo parar, o segundo material susceptor esfria até atingir uma temperatura inferior à sua segunda temperatura de Curie em que recupera suas propriedades ferromagnéticas novamente e suas perdas por histerese reaparecem. Esta mudança de fase pode ser detectada em linha e o aquecimento indutivo ativado novamente. Assim, o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol corresponde a uma ativação e desativação repetidas do dispositivo de aquecimento indutivo. O primeiro material sus-ceptor não é mais uma preocupação para esta prevenção contra supe-raquecimento, porque sua primeira temperatura de Curie já é inferior a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor.
[0006] O substrato formador de aerossol é, preferencialmente, ummaterial sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. O termo sólido, conforme usado neste documento, abrange materiais sólidos, materiais semissólidos e também componentes líquidos, que podem ser fornecidos em um material transportador. Os compostos voláteis são liberados pelo aquecimento do substrato formador de aerossol. O substrato formador de aerossol pode compreender nicotina. O substrato formador de aerossol que contém nicotina pode ser uma matriz de sal de nicotina. O substrato formador de aerossol pode compreender um material à base de plantas. O substrato formador de aerossol pode compreender tabaco e, preferencialmente, o material contendo tabaco contém compostos aromatizantes de tabaco voláteis, que são liberados a partir do substrato formador de aerossol mediante aquecimento. O substrato formador de aerossol pode compreender um material de tabaco homogeneizado. O material de tabaco homogeneizado pode ser formado pela aglomeração do tabaco particularizado. O substrato formador de aerossol pode compreender, alternativamente, um material que não contém tabaco. O substrato formador de aerossol pode compreender um material homogeneizado à base de plantas.
[0007] O substrato formador de aerossol pode compreender pelomenos um formador de aerossol. O formador de aerossol pode ser qualquer composto ou mistura de compostos adequado conhecido que, quando em uso, facilita a formação de um aerossol denso e estável, e que seja substancialmente resistente à degradação térmica na temperatura de funcionamento do dispositivo de aquecimento indutivo. Formadores de aerossol adequados são bastante conhecidos na área e incluem, mas não se limitam a: álcoois poli-hídricos, tais como trieti- lenoglicol, 1,3-butanediol e glicerina; ésteres de álcoois poli-hídricos, tais como mono-, di- ou triacetato de glicerol; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dimetil dodecanodioato e dimetil tetradecanodioato. Formadores de aerossol particularmente preferenciais são álcoois poli-hídricos ou suas misturas, como trietile- noglicol, 1,3-butanediol e, mais preferencialmente, glicerina.
[0008] O substrato formador de aerossol pode compreender outrosaditivos e ingredientes, como aromatizantes. Preferencialmente, o substrato formador de aerossol compreende nicotina e pelo menos um formador de aerossol. Em uma modalidade particularmente preferencial, o formador de aerossol é glicerina. Os materiais susceptores que estão na proximidade térmica do substrato formador de aerossol permitem um aquecimento mais eficiente e, portanto, temperaturas de funcionamento mais elevadas podem ser alcançadas. A temperatura operacional mais elevada permite que a glicerina seja usada como um formador de aerossol que fornece um aerossol aprimorado em comparação com os formadores de aerossol usados nos sistemas conhecidos.
[0009] Em uma modalidade do substrato formador de aerossol de acordo com a invenção, a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor pode ser selecionada de modo que, mediante aquecimento indutivo, uma temperatura média do substrato formador de aerossol não excede 240°C. A temperatura média geral do substrato formador de aerossol é definida como a média aritmética de uma série de medições de temperatura nas regiões centrais e nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol. A predefinição de um máximo para a temperatura média geral do substrato formador de aerossol pode ser adaptada para otimizar uma produção do aerossol.
[0010] Em outra modalidade do substrato formador de aerossol, asegunda temperatura de Curie do segundo material susceptor é selecionada de modo que não exceda 370°C, para evitar um sobreaque- cimento local do substrato formador de aerossol que compreende o material sólido que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol.
[0011] De acordo com outro aspecto da invenção, o primeiro e osegundo material susceptor compreendidos no substrato formador de aerossol podem ter diferentes configurações geométricas. Assim, pelo menos um dentre o primeiro e o segundo material susceptor, respectivamente, pode ser um dentre partículas ou filamento ou configuração similar a malha. Por ter diferentes configurações geométricas, o primeiro e o segundo material susceptor podem ser adaptados às suas tarefas específicas e podem ser dispostos dentro do substrato formador de aerossol de uma maneira específica para uma optimização da produção de aerossol.
[0012] Assim, em uma modalidade do substrato formador de aerossol de acordo com a invenção, pelo menos um dentre o primeiro e o segundo material susceptor podem ser de configuração em partículas. As partículas têm, preferencialmente, um diâmetro equivalente de 10 μm - 100 μm e são distribuídas dentro do substrato formador de aeros- sol. O diâmetro esférico equivalente é usado em combinação com as partículas de forma irregular e é definido como o diâmetro de uma esfera de volume equivalente. Nos tamanhos selecionados, o primeiro e/ou o segundo material susceptor particularizado pode(m) ser distri- buído(s) por todo o substrato formador de aerossol conforme necessário e pode(m) ser mantidos firmemente dentro substrato formador de aerossol. O primeiro e/ou segundo material susceptor particularizado pode(m) ser distribuído(s) de forma homogênea ou pode(m) ser distri- buído(s) por todo o substrato formador de aerossol em formação acumulada com picos de concentração local. Assim, em uma modalidade do substrato formador de aerossol de acordo com a invenção, o primeiro material susceptor pode ser disposto em uma região central do substrato formador de aerossol, preferencialmente ao longo de uma extensão axial do mesmo e o segundo material susceptor pode ser disposto em regiões periféricas do substrato formador de aerossol. Com esta modalidade do substrato formador de aerossol, o aquecimento não está concentrado apenas em uma região central do mesmo ao longo de sua extensão axial, mas também pode ser realizado nas regiões periféricas. O grau de deposição de calor no material sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol dependerá também da concentração do primeiro e segundo e material susceptor nos respectivos locais.
[0013] Em outra modalidade do substrato formador de aerossol,pelo menos um dentre o primeiro e o segundo material susceptor pode ser de uma configuração de filamento e pode ser disposto dentro do substrato formador de aerossol. O primeiro ou segundo material susceptor, respectivamente, da configuração de filamento pode, por exemplo, ser combinado com um segundo ou primeiro material susceptor, respectivamente ou uma configuração particularizada. Em ou- tra modalidade da invenção o primeiro e o segundo material susceptor podem ambos ser de uma configuração de filamento. Em outra modalidade do substrato formador de aerossol de acordo com a invenção o primeiro ou segundo material susceptor, respectivamente, de configuração de filamento podem ser dispostos de modo que estendam sobre axialmente por todo o substrato formador de aerossol. O primeiro e/ou o segundo material susceptor, respectivamente, de configuração de filamento, podem ter vantagens no que diz respeito a sua fabricação e regularidade e reprodutibilidade geométrica. A regularidade e a repro- dutibilidade geométrica também podem ser se provas vantajosas em um aquecimento local controlado do material sólido nos respectivos locais.
[0014] Ainda em outra modalidade do substrato formador de aerossol de acordo com a invenção, pelo menos um dentre o primeiro e o segundo material susceptor podem ser de configuração do tipo malha. O primeiro ou segundo material susceptor, respectivamente, de uma configuração do tipo malha podem ser dispostos dentro do substrato formador de aerossol ou, alternativamente, pelo menos parcialmente pode formar um revestimento para o material sólido. O primeiro ou segundo material susceptor, respectivamente, da configuração do tipo malha podem ser combinados com um segundo ou primeiro material susceptor, respectivamente, que têm uma configuração particularizada ou podem ser combinados com o segundo ou primeiro material susceptor, respectivamente, de configuração de filamento. O termo "configuração similar a malha" inclui camadas que têm descontinuidades através das mesmas. Por exemplo, a camada pode ser uma tela, uma malha, uma grade ou uma folha perfurada.
[0015] Ainda em outra modalidade do substrato formador de aerossol, o primeiro e o segundo material susceptor podem ser configurados para formar uma entidade estrutural do tipo malha. A entidade estrutural do tipo malha pode, por exemplo, se estender axialmente por todo o substrato formador de aerossol. Ainda em outra modalidade do substrato formador de aerosol, a entidade estrutural tipo malha do primeiro e do segundo material susceptor pode pelo menos parcialmente formar um revestimento para o material sólido. O termo "entidade estrutural tipo malha" designa todas as estruturas que podem ser configuradas a partir do primeiro e do segundo material susceptor e têm descontinuidades através destes, incluindo telas, grades e malhas.
[0016] Deve ser notado que em algumas das modalidades dosubstrato formador de aerossol pode ser desejável que os primeiro e segundo materiais susceptores sejam de uma configuração geométrica diferente uma da outra. Em outras modalidades do substrato formador de aerossol, pode ser desejado, por exemplo, para propósitos de fabricação do substrato formador de aerossol, que os primeiro e segundo materiais susceptores sejam de configuração geométrica similar.
[0017] O substrato formador de aerossol pode ser de uma formageralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular como por exemplo um envoltório. O revestimento tubular como, por exemplo, o envoltório, pode ajudar a estabilizar a forma do substrato formador de aerossol e a evitar uma dissociação acidental do material sólido que é capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol e do primeiro e do segundo materiais susceptores.
[0018] Em outra modalidade, o substrato formador de aerossol pode ser associado a um bocal, que opcionalmente pode incluir um plu- gue de filtro. O substrato formador de aerossol que compreende o material sólido que é capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e o primeiro e o segundo material susceptor e o bocal são configurados para formar uma entidade estrutural. Cada vez que um novo substrato formador de aerossol deve ser usado em combinação com um dispositivo de aquecimento indutor, o usuário é fornecido automaticamente com um novo bocal, o que pode ser apreciado do ponto de vista higiênico. Opcionalmente, o bocal pode ser fornecido com um plugue de filtro, que pode ser selecionado de acordo com a composição do substrato formador de aerossol.
[0019] Um sistema de distribuição de aerossol, de acordo com ainvenção, compreende um dispositivo de aquecimento indutivo e um substrato formador de aerossol de acordo com qualquer uma das modalidades descritas acima. Com tal sistema de distribuição de aerossol, pode ser realizada uma melhor geração de aerossol. Por uma disposição controlada dos primeiro e segundo materiais susceptores um aquecimento optimizado do substrato formador de aerossol e, assim, uma melhor geração de aerossol pode ser alcançada.
[0020] Em uma modalidade do sistema de distribuição de aerossolo dispositivo de aquecimento indutivo é fornecido com circuitos de controle eletrônico, que são adaptados para um aquecimento sucessivo ou alternado dos primeiro e segundo materiais susceptores do substrato formador de aerossol. Assim, dependendo também da distribuição dos primeiro e segundo materiais susceptores por todo o substrato formador de aerossol, um controle personalizado do aquecimento por indução do substrato formador de aerossol pode ser alcançado e, em consequência, uma depleção personalizada pode ser alcançada do material sólido compreendido no substrato formador de aerossol de compostos voláteis que podem formar um aerossol.
[0021] As modalidades descritas acima do substrato formador deaerossol e do sistema de distribuição de aerossol se tornará mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, em que a referência é feita aos desenhos esquemáticos em anexo que não estão em escala, em que:
[0022] A Fig. 1 é um desenho esquemático do sistema de distribuição de aerossol que compreende um dispositivo de aquecimento indutivo e um substrato formador de aerossol inserido no dispositivo;a Fig. 2 mostra uma primeira modalidade de um substrato formador de aerossol compreendendo os primeiro e segundo materiais susceptores de configuração particularizada que são distribuídos de maneira homogênea no substrato formador de aerossol;a Fig. 3 mostra uma segunda modalidade de um substrato formador de aerossol, compreendendo os primeiro e segundo materiais susceptores da configuração particularizada que são distribuídos em aglomerados nas regiões centrais e periféricas de substrato formador de aerossol;a Fig. 4 mostra uma terceira modalidade de um substrato formador de aerossol compreendendo um segundo material susceptor da configuração particularizada e um primeiro susceptor de configuração de filamento;a Fig. 5 mostra uma quarta modalidade de um substrato formador de aerossol que compreende um primeiro material susceptor de configuração particularizada e um segundo material susceptor de uam configuração de tipo malha; ea Fig. 6 mostra outra modalidade de um substrato formador de aerossol compreendendo o primeiro e o segundo material susceptor de configuração particularizada que foram configurados para formar uma entidade estrutural do tipo malha.
[0023] O aquecimento indutivo é um fenômeno conhecido descritopela lei de Faraday da indução e lei de Ohm. Mais especificamente, a lei de Faraday da indução afirma que se a indução magnética em um condutor está alterando-se, um campo elétrico alterado é produzido no condutor. Uma vez que este campo elétrico é produzido em um condu- tor, uma corrente, conhecida como uma corrente de Foucault, fluirá no condutor de acordo com a lei de Ohm. A corrente de Foucault irá gerar calor proporcional à densidade de corrente e a resistividade do condutor. Um condutor que é capaz de ser aquecido indutivamente é conhecido como um material susceptor. A presente invenção emprega um dispositivo de aquecimento indutivo equipado com uma fonte de aquecimento indutivo, como, por exemplo, uma bobina de indução, que é capaz de gerar um campo eletromagnético alternado a partir de uma fonte CA como um circuito LC. As correntes de Foucault geradoras de calor são produzidas no material susceptor que está em proximidade térmica de um material sólido que é capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e que está compreendido em um substrato formador de aerossol. O termo sólido, conforme usado neste documento, abrange materiais sólidos, materiais semissólidos e também componentes líquidos, que podem ser fornecidos em um material transportador. Os mecanismos de transferência de calor primário do material susceptor para o material sólido são: condução, radiação e possivelmente convecção.
[0024] Na Fig. 1 esquemática, uma modalidade exemplar de umsistema de distribuição de aerossol, de acordo com a invenção, é geralmente designada com o numeral de referência 100. O sistema de distribuição de aerossol 100 compreende um dispositivo de aquecimento indutivo 2 e um substrato formador de aerossol 1 associado ao mesmo. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode compreender uma carcaça tubular alongada 20 tendo uma câmara de acumulador 21 para acomodar um acumulador 22 ou uma bateria e uma câmara de aquecimento 23. A câmara de aquecimento 23 pode ser fornecida com uma fonte de aquecimento indutivo que, conforme a modalidade de exemplo retratada, pode ser constituída por uma bobina de indução 31 que é eletricamente conectada com um circuito eletrônico 32. Os circuitos eletrônicos 32 podem, por exemplo, ser fornecidos em uma placa de circuito impresso 33 que delimita uma extensão axial da câmara de aquecimento 23. A energia eléctrica necessária para o aquecimento indutivo é fornecida pelo acumulador 22 ou pela bateria que está acomodada na câmara do acumulador 21 e que está eletricamente conectada aos circuitos eletrônicos 32. A câmara de aquecimento 23 tem uma secção transversal interna de modo que o substrato formador de aerossol 1 possa ser mantido de forma liberável no mesmo e possa ser facilmente removido e substituído por outro substrato formador de aerossol 1 quando desejado.
[0025] O substrato formador de aerossol 1 pode ter uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. O revestimento tubular 15 como, por exemplo, o envoltório, pode ajudar a estabilizar a forma do substrato formador de aerossol 1 e prevenir uma perda acidental do conteúdo do substrato formador de aerossol 1. Conforme mostrado na modalidade exemplar do sistema de distribuição de aerossol 100, de acordo com a invenção, o substrato formador de aerossol 1 pode ser conectado a um bocal 16 que, quando o substrato formador de aerossol 1 estiver inserido na câmara de aquecimento 23, se projeta pelo menos parcialmente da câmara de aquecimento 23. O bocal 16 pode compreender um plugue de filtro 17, o plugue de filtro pode ser selecionado de acordo com a composição do substrato formador de aerossol 1. O substrato formador de aerossol 1 e o bocal 16 podem ser montados para formar uma entidade estrutural. Cada vez que um novo substrato formador de aerossol 1 deve ser usado em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo 2, o usuário é fornecido automaticamente com um novo bocal 16, o que pode ser apreciado do ponto de vista higiênico.
[0026] Como mostrado na Fig. 1, a bobina de indução 31 pode serdisposta em uma região periférica da câmara de aquecimento 23, nas proximidades da carcaça 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2. Os enrolamentos da bobina de indução 31 incluem um espaço livre da câmara de aquecimento 23 que é capaz de acomodar o substrato formador de aerossol 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ser inserido neste espaço livre da câmara de aquecimento 23 de uma extremidade aberta da carcaça tubular 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2 até atingir uma parada, que pode ser fornecida dentro da câmara de aquecimento 23. A parada pode ser constituída por pelo menos um ressalto que se projeta a partir de uma parede interna da carcaça tubular 20 ou pode ser constituída pela placa de circuito impresso 33, que delimita a câmara de aquecimento 23 axialmente, como é mostrado na modalidade de exemplo representada na Fig. 1. O substrato formador de aerossol 1 inserido pode ser liberado de forma liberável dentro da câmara de aquecimento 23, por exemplo, uma junta de vedação anular 26, que pode ser fornecida nas proximidades da extremidade aberta da carcaça tubular 20.
[0027] O substrato formador de aerossol 1 e o bocal opcional 16com o plugue de filtro opcional 17 são permeáveis ao ar. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode incluir uma quantidade de respiradouros 24, que podem ser distribuídos ao longo da carcaça tubular 20. As passagens de ar 34, que podem ser fornecidas na placa de circuito impresso 33, permitem o fluxo de ar a partir dos respiradouros 24 ao substrato formador de aerossol 1. Deve-se observar que, em modalidades alternativas do dispositivo de aquecimento indutivo 2, a placa de circuito impressa 33 pode ser omitida de modo que o ar dos respiradouros 24 na carcaça tubular 20 possam atingir o substrato formador de aerossol 1 praticamente desimpedido. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser equipado com um sensor de fluxo de ar (não mostrado na Fig. 1) para a ativação do circuito eletrônico 32 e da bobina de indução 31 quando o ar entrante for detectado. O sensor de fluxo de ar pode, por exemplo, ser fornecido nas proximidades de um dos respiradouros 24 ou de uma das passagens de ar 34 da placa de circuito impresso 33. Assim, um usuário pode sugar no bocal 16, a fim de iniciar o aquecimento por indução do substrato formador de aerossol 1, mediante aquecimento de um aerosol, que é liberado pelo material sólido compreendido no substrato formador de aerossol 1, podendo ser inalado juntamente com o ar que é sugado através do substrato formador de aerossol 1.
[0028] A Fig. 2 mostra esquematicamente uma primeira modalidade de um substrato formador de aerossol, que é geralmente designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode incluir uma carcaça geralmente tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. A carcaça tubular 15 pode ser feita de um material que não impede visivelmente um campo eletromagnético que atinge o conteúdo do substrato formador de aerossol 1. Por exemplo, a carcaça tubular 15 pode ser um envoltório de papel. O papel tem uma alta permeabilidade magnética e em um campo eletromagnético alternado não é aquecido por correntes de Foucault. O substrato formador de aerossol 1 compreende um material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos um primeiro material susceptor 11 para aquecer o substrato formador de aerossol 1. O primeiro material susceptor 11 tem uma primeira temperatura de Curie e é disposto em proximidade térmica do material sólido 10. O termo sólido, conforme usado neste documento, abrange materiais sólidos, materiais semissólidos e também componentes líquidos, que podem ser fornecidos em um material transportador. O substrato formador de aerossol 1 compreende pelo menos um segundo material sus ceptor 12 tendo uma segunda temperatura de Curie que também é disposta em proximidade térmica do material sólido. A primeira temperatura de Curie do primeiro material susceptor 11 é menor do que a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12. Desta forma, a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 define uma temperatura de aquecimento máxima dos primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12.
[0029] Ao ter pelo menos os primeiro e segundo materiais suscep-tores 11, 12 com as primeira e segunda temperaturas de Curie específicas sendo distintas umas das outras, o pré-requisito para um aquecimento indutor mais eficiente e controlado do substrato formador de aerossol 1 e, portanto, de um produto mais eficiente de um aerossol é fornecido. Os primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12 cada um tendo sua primeira ou segunda temperatura de Curie específica, podem ser ativados separadamente. Isto pode ser conseguido, por exemplo, com diferentes frequências de uma corrente de indução alternada e/ou com diferentes frequências de um campo magnético, causando o aquecimento indutor dos primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12. Isto permite uma distribuição mais eficaz do primeiro e o segundo material susceptor 11, 12 no substrato formador de aerossol 1, para alcançar uma depleção personalizada dos mesmos. Assim, se, por exemplo, se deseja ter uma deposição de calor aumentada em regiões periféricas do substrato formador de aerossol 1, o segundo material susceptor 12 com a segunda temperatura de Curie mais alta pode ser disposto preferencialmente nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol 1, enquanto o primeiro material susceptor 11 pode ser colocado preferencialmente em uma respectiva região central do substrato formador de aerossol 1. Deve ser notado que se for considerado apropriado, a disposição do primeiro e do se-gundo material susceptor 11, 12 do substrato formador de aerossol 1 também pode ser invertido, assim, o primeiro material susceptor 11 sendo disposto em regiões periféricas, enquanto o segundo material susceptor 12 por exemplo, pode ser disposto em uma parte central do substrato formador de aerossol 1. O substrato formador de aerossol 1 em conformidade com a invenção permite uma composição personalizada do mesmo em conformidade com requisitos específicos. Um superaquecimento do substrato formador de aerossol 1 pode ser prevenido pela seleção do segundo material susceptor 12, que tem a segunda temperatura de Curie mais alta, que define uma temperatura de aquecimento máxima dos primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12. Quando o segundo material susceptor 12 atingiu sua segunda temperatura de Curie, suas propriedades magnéticas mudam de uma fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como uma consequência, as perdas por histerese do segundo material susceptor 12 desaparecem. Durante o aquecimento indutor do substrato formador de aerossol 1 esta mudança de fase pode ser detectada em linha e o processo de aquecimento pode ser interrompida automaticamente. Assim, um superaquecimento do substrato formador de aerossol 1 pode ser evitado. Após o aquecimento indutivo parar, o segundo material susceptor 12 esfria até atingir uma temperatura inferior à sua segunda temperatura de Curie em que recupera suas propriedades ferromagnéticas novamente e suas perdas por histerese reaparecem. Esta mudança de fase pode ser detectada em linha e o aquecimento indutivo pode ser ativado novamente. Assim, o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol 1 corresponde a uma ativação e desativação repetidas do dispositivo de aquecimento indutivo. O primeiro material susceptor 11 não é mais uma preocupação para esta prevenção contra superaquecimento, porque sua primeira temperatura de Curie já é inferior a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12.
[0030] Os primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12 podemser otimizados em relação a perda de calor e, portanto, a eficiência do aquecimento. Assim, o primeiro e o segundo material susceptor 11, 12 devem ter uma baixa relutância magnética e uma permeabilidade relativa correspondentemente alta para otimizar as correntes de Foucault de superfície geradas por um campo eletromagnético alternado de uma determinada força. O primeiro e o segundo material susceptor 11, 12 também deve ter resistividades elétricas relativamente baixa para aumentar a dissipação de calor Joule e, assim, a perda de calor.
[0031] A segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 pode ser selecionada de modo que mediante ser indutivamente aquecido a uma temperatura média do substrato formador de aerossol 1 não se exceda 240°C. A temperatura média geral do substrato formador de aerossol 1 é definida como a média aritmética de uma série de medições de temperatura nas regiões centrais e nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol. Em outra modalidade do substrato formador de aerossol 1, a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 pode ser selecionada de modo que não exceda 370°C, para evitar um superaquecimento local do substrato formador de aerossol 1 que compreende o material sólido 10 que seja capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol.
[0032] A composição básica descrita acima do substrato formadorde aerossol 1 da modalidade de exemplo da Fig. 2 é comum a todos as modalidades adicionais do substrato formador de aerossol 1 que será descrito adiante.
[0033] Como mostrado na Fig. 2, o substrato formador de aerossol1 compreende os primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12 que podem ser de configuração particularizada. O primeiro e o segundo materiais susceptores 11, 12 têm, preferencialmente, um diâmetro es- férico equivalente de 10 μm - 100 μm e são distribuídos por todo o substrato formador de aerossol. O diâmetro esférico equivalente é usado em combinação com as partículas de forma irregular e é definido como o diâmetro de uma esfera de volume equivalente. Para os tamanhos selecionados, o primeiro e o segundo materiais susceptores 11, 12 podem ser distribuídos por todo o substrato formador de aerossol 1 conforme necessário e podem ser mantidos firmemente dentro substrato formador de aerossol 1. Os materiais susceptores particularizados 11, 12 podem ser distribuídos em todo o material sólido 10 de forma homogênea, conforme mostrado no exemplo de modalidade do substrato formador de aerossol 1 de acordo com a Fig. 2.
[0034] A Fig. 3 mostra outra modalidade de um substrato formadorde aerossol 1, que novamente é designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol compreende o material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos o primeiro e o segundo material susceptor 11, 12. Os primeiro e segundo materiais suscepto- res 11, 12 podem ser novamente de configuração particularizada, preferencialmente com um diâmetro esférico equivalente de 10 μm - 100 μm. Os primeiro e segundo materiais susceptores particularizado 11, 12 podem ter um gradiente de distribuição por exemplo a partir de um eixo central do substrato formador de aerossol 1 até a periferia do mesmo, ou como mostrado na Fig. 3, o primeiro material susceptor particularizado 11 pode ser concentrado ao longo de uma central do substrato formador de aerossol 1, enquanto o segundo material susceptor particularizado 12 pode ser distribuído em regiões periféricas do substrato formador de aerossol 1 com picos de concentração local ou vice versa.
[0035] Na Fig. 4, uma outra modalidade de um substrato formadorde aerossol é mostrado, novamente com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol 1 compreende um material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos o primeiro e o segundo material susceptor 11, 12. O primeiro material susceptor 11 pode ter uma configuração de filamento. O primeiro material susceptor da configuração de filamento pode ter comprimentos e diâmetros diferentes e pode ser distribuído mais ou menos de maneira homogênea em todo o material sólido. Como exemplo mostrado na Figura 4, o primeiro material susceptor 11 da configuração de filamento pode ser de uma forma similar a fio e pode estender-se axialmente através de uma extensão longitudinal do substrato formador de aerossol 1. O segundo material susceptor 12 pode ser de configuração particularizada e pode ser distribuído por todo o material sólido 10 com picos de concentração local. Alternativamente, o segundo material susceptor pode também ser distribuído de maneira homogênea em todo o material sólido 10. Observa-se que, porém, conforme necessidade, a configuração geométrica do primeiro e do segundo materiais susceptores 11, 12 pode ser alterada. Assim, o segundo material susceptor 12 pode ter a configuração de filamento e o primeiro material susceptor 11 pode ter a configuração em partículas.
[0036] Na Fig. 5 ainda outro exemplo de modalidade de um substrato formador de aerossol é mostrado, que novamente é geralmente designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter, novamente, uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15 como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol compreende o material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos o primeiro e o segundo material susceptor 11, 12. O primeiro material susceptor 11 pode ter uma configuração similar a malha, que pode ser disposta dentro do substrato formador de aerossol 1 ou, alternativamente, pode formar pelo menos parcialmente um revestimento para o material sólido 10. O termo "configuração similar a malha" inclui camadas que têm descontinuidades através das mesmas. Por exemplo, a camada pode ser uma tela, uma malha, uma grade ou uma folha perfurada. O segundo material susceptor 12 pode ser de configuração em partículas e pode ser distribuído por todo o material sólido 10. Novamente, observa-se que, conforme necessidade, a configuração geométrica do primeiro e do segundo materiais susceptores 11, 12 pode ser alterada. Assim, o segundo material susceptor 12 pode ter a configuração similar à malha e o primeiro material susceptor 11 pode ter a configuração em partículas.
[0037] Na Fig. 6 ainda um outro exemplo de modalidade de umsubstrato formador de aerossol é mostrado, que novamente é geralmente designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter, novamente, uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15 como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol compreende o material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos o primeiro e o segundo material susceptor 11, 12. Os primeiro e segundo materiais susceptores 11, 12 podem ser configurados para formar uma entidade estrutural do tipo malha. A entidade estrutural similar a malha pode, por exemplo, se estender axi- almente dentro do substrato formador de aerossol 1. Alternativamente, a entidade estrutural similar a malha do primeiro e do segundo material susceptor 11, 12 pode pelo menos parcialmente formar um revestimento para o material sólido 10. O termo "estrutura similar a malha" designa todas as estruturas que podem ser configuras a partir do primeiro e do segundo material susceptor e têm descontinuidades através destas, incluindo telas, malhas, grades ou uma folha perfurada. A entidade estrutural similar à malha pode ser composta de filamentos que se estendem horizontalmente do primeiro material susceptor 11 e de filamentos que se estendem verticalmente do segundo material susceptor 12 ou vice-versa.
[0038] Embora modalidades diferentes da invenção sejam descritas neste documento com referência aos desenhos em anexo, a invenção não se limita a essas modalidades. Várias modificações e alterações são concebíveis, sem que se afastar dos ensinamentos gerais da presente invenção. Portanto, o escopo de proteção é definido pelas reivindicações anexas.
Claims (14)
1. Substrato formador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo (2), em que o substrato formador de aerossol (1) compreende um material sólido (10) capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol (1), e um primeiro material susceptor (11) para aquecer o substrato formador de aerossol, o primeiro material susceptor (11) tendo uma primeira temperatura de Curie e sendo disposto em proximidade térmica do material sólido (10), caracterizado pelo fato de que o substrato formador de aerossol (1) compreende pelo menos um segundo material susceptor (12) tendo uma segunda temperatura de Curie e sendo disposto em proximidade térmica do material sólido (10), os primeiro e segundo materiais sus- ceptores (11, 12) tendo produtos de taxa de absorção específica(SAR) que são distintos uns dos outros e/ou a primeira temperatura de Curie do primeiro material susceptor (11) sendo menor do que a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor (12), e a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor (12) definindo uma temperatura de aquecimento máxima dos primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12).
2. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda temperaturas de Curies dos primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) são selecionadas de modo que mediante sendo indutivamente aquecidos, uma temperatura média geral do substrato formador de aerossol (1) não ultrapasse 240°C.
3. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor (12) não ultrapasse 370°C.
4. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) tem uma configuração dentre particularizada ou em filamento, ou similar à malha.
5. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) é de configuração particularizada, tendo um diâmetro esférico equivalente de 10 μm - 100 μm e sendo distribuídos dentro do substrato formador de aerossol.
6. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo materiais susceptores (11, 12) são de configuração particularizada e geralmente são distribuídos de maneira homogênea dentro do substrato formador de aerossol (1).
7. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) são de uma configuração particularizada e são dispostos em formação acumulada em diferentes locais dentro do substrato formador de aerossol (1), o primeiro material susceptor (11) sendo disposto em uma região central do substrato formador de aerossol (1), preferencialmente ao longo de uma extensão radial do mesmo e o segundo material susceptor (12) sendo disposto em regiões periféricas do substrato formador de aerossol (1).
8. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo materiais susceptores (11, 12) é de configuração de filamento e é disposto dentro do substrato formador de aerossol (1).
9. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) que é da configuração de filamento, é disposto em uma região central do substrato formador de aerossol (1), estendendo-se preferencialmente ao longo de uma respectiva extensão axial.
10. Substrato formador de aerossol, de acordo com a rei-vindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo material susceptor (11, 12) é de configuração tipo malha e que está disposto dentro do substrato formador de aerossol (1) ou que forma pelo menos parcialmente um revestimento para o material sólido (10).
11. Substrato formador de aerossol, de acordo com a rei-vindicação 4, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) são montados para formar uma entidade estrutural tipo malha que é disposta dentro do substrato formador de aerossol (1) ou que forma pelo menos parcialmente um revestimento para o material sólido (10).
12. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o substrato formador de aerossol (1) é fixado a um bocal (16) que, opcionalmente, inclui um plugue de filtro (17).
13. Sistema de distribuição de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de aquecimento indutivo (2) e um substrato formador de aerossol (1), como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.
14. Sistema de distribuição de aerossol, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento indutor (2) é fornecido com circuitos de controle eletrônico (32), que são adaptados para um aquecimento sucessivo ou alternado dos primeiro e segundo materiais susceptores (11, 12) do substrato formador de aerossol (1).
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