BR112020019013A2 - Artigo gerador de aerossol tendo invólucro com elemento de controle de calor - Google Patents

Abstract

um artigo gerador de aerossol aquecido (10) (110) (210) para uso com um dispositivo gerador de aerossol (310) tendo um elemento de aquecimento (320), o artigo gerador de aerossol aquecido (10)(110)(210) compreendendo: uma haste de substrato gerador de aerossol (20); e um invólucro (60)(160)(260) circunscrevendo pelo menos parcialmente a haste do substrato gerador de aerossol (20), o invólucro (60)(160)(260) compreendendo um elemento de controle de calor (62)(162)(262) em pelo menos uma superfície. o elemento de controle de calor (62)(162)(262) compreende uma ou mais bandas circunferenciais (66)(166)(266) de um material termorretrátil, em que após o aquecimento do material termorretrátil a uma temperatura acima do encolhimento temperatura da mesma, o raio interno de cada uma das mais bandas circunferenciais do material termorretrátil é reduzido em pelo menos 20 por cento em comparação com o raio interno da respectiva banda circunferencial antes do aquecimento. como resultado, a porção do substrato gerador de aerossol (20) subjacente ao elemento de controle de calor (62)(162)(262) é deformada de modo que a resistência à tração (rtd) do artigo gerador de aerossol (10)(110)(210) é aumentada. a temperatura de encolhimento está entre cerca de 180 graus celsius e cerca de 300 graus celsius.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “ARTIGO

GERADOR DE AEROSSOL TENDO INVÓLUCRO COM ELEMENTO DE CONTROLE DE CALOR”.

[001] A presente invenção se refere a um artigo gerador de aerossol aquecido que incorpora um invólucro com um elemento de controle de calor, e a um sistema gerador de aerossol que compreende um referido artigo gerador de aerossol aquecido.

[002] Artigos geradores de aerossol nos quais um substrato gerador de aerossol, tal como um substrato contendo tabaco, é aquecido em vez de submetido à combustão, são conhecidos na técnica. Tipicamente, em tais artigos para fumar aquecidos, um aerossol é gerado pela transferência de calor a partir de uma fonte de calor para um material ou substrato gerador de aerossol fisicamente separado, que pode estar em contato com, localizado dentro, ao redor ou a jusante da fonte de calor. Durante o uso do artigo gerador de aerossol, os compostos voláteis são liberados do substrato gerador de aerossol por meio de transferência de calor a partir da fonte de calor e são puxados junto com o ar tragado através do artigo gerador de aerossol. Conforme os compostos liberados esfriam, eles se condensam para formar um aerossol.

[003] Uma série de documentos do estado da técnica divulga dispositivos geradores de aerossol para consumir ou fumar artigos geradores de aerossol aquecidos. Tais dispositivos incluem, por exemplo, dispositivos geradores de aerossol aquecidos eletricamente em que um aerossol é gerado pela transferência de calor de um ou mais elementos de aquecimento elétricos do dispositivo gerador de aerossol para o substrato gerador de aerossol de um artigo gerador de aerossol aquecido. Uma vantagem de tais dispositivos geradores de aerossol aquecidos eletricamente é que os mesmos reduzem significativamente a fumaça de fluxo secundário.

[004] Em tais dispositivos geradores de aerossol, o elemento de aquecimento normalmente será configurado para aquecer o substrato gerador de aerossol dentro de uma faixa de temperatura definida que foi selecionada pelo fabricante para fornecer um perfil de liberação de aerossol ideal a partir do artigo gerador de aerossol. O artigo gerador de aerossol e o dispositivo gerador de aerossol são, portanto, especificamente adaptados para uso conjunto.

[005] No entanto, onde um artigo gerador de aerossol é inadvertidamente ou intencionalmente usado com um dispositivo gerador de aerossol não compatível (incompatível), um perfil de liberação de aerossol ideal é muito improvável de ser fornecido ao consumidor. A construção do elemento de aquecimento no dispositivo não compatível será tipicamente diferente daquela do dispositivo compatível e a forma de aquecimento do substrato gerador de aerossol é, portanto, provável que seja diferente. Além disso, o aquecedor não pode ser operado da mesma maneira dentro das mesmas faixas de temperatura, de modo que o substrato gerador de aerossol não seja aquecido sob o mesmo perfil de temperatura que em um dispositivo compatível. Como resultado, as propriedades do aerossol liberado do substrato não serão as pretendidas pelo fabricante. A experiência do consumidor provavelmente será, portanto, adversamente afetada como resultado do uso do artigo gerador de aerossol com um dispositivo não compatível.

[006] Podem surgir problemas particulares quando um artigo gerador de aerossol é usado em um dispositivo que aquece o substrato gerador de aerossol a uma temperatura mais alta do que a pretendida, de modo que pelo menos uma parte do substrato fique superaquecida. Isso pode ocorrer, por exemplo, quando um artigo gerador de aerossol adaptado para ser aquecido por um elemento de aquecimento interno é usado em um dispositivo gerador de aerossol que aquece o artigo gerador de aerossol externamente. Tais dispositivos que aquecem o substrato do exterior durante o uso normalmente requerem temperaturas de operação muito mais altas e, portanto, pelo menos as partes externas do substrato são provavelmente aquecidas a uma temperatura muito mais alta do que seria fornecida usando um elemento de aquecimento interno.

[007] Seria desejável fornecer um novo arranjo de um artigo gerador de aerossol que evitasse o uso do artigo gerador de aerossol com um dispositivo gerador de aerossol não compatível e, em particular, com um dispositivo não compatível que aquece o produto gerador de aerossol substrato a uma temperatura superior à pretendida. Seria ainda desejável fornecer uma nova disposição de um artigo gerador de aerossol que não tivesse um impacto adverso na utilização do artigo gerador de aerossol em condições normais de aquecimento num dispositivo compatível. Seria particularmente desejável que tal arranjo novo de um artigo gerador de aerossol pudesse ser facilmente fornecido sem afetar significativamente a construção do artigo gerador de aerossol ou o método e aparelho utilizados para a produção do artigo gerador de aerossol.

[008] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um artigo gerador de aerossol aquecido para uso com um dispositivo gerador de aerossol tendo um elemento de aquecimento, o artigo gerador de aerossol aquecido compreendendo: uma coluna de substrato gerador de aerossol; e um invólucro circunscrevendo pelo menos parcialmente a haste do substrato gerador de aerossol, o invólucro compreendendo um elemento de controle de calor em pelo menos uma superfície do invólucro. O elemento de controle de calor compreende uma ou mais bandas circunferenciais de um material termorretrátil, em que após o aquecimento do material termorretrátil a uma temperatura acima da temperatura de encolhimento do mesmo, o raio interno de cada uma das mais bandas circunferenciais do material termorretrátil é reduzido em pelo menos 20 por cento em comparação com o raio interno da respectiva banda circunferencial antes do aquecimento. Como resultado, a porção do substrato de geração de aerossol subjacente ao elemento de controle de calor é deformada de modo que a resistência à tração (RTD) do artigo de geração de aerossol é aumentada.

[009] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema gerador de aerossol que compreende um artigo gerador de aerossol de acordo com o primeiro aspecto da invenção, como definido acima; e um dispositivo gerador de aerossol adaptado para receber o artigo gerador de aerossol. O dispositivo gerador de aerossol compreende um elemento aquecedor configurado para aquecer a coluna de material gerador de aerossol durante o uso, em que o elemento aquecedor é controlado durante o uso para operar abaixo de uma temperatura máxima de operação. O elemento de controle de calor do artigo gerador de aerossol é adaptado de modo que a temperatura de encolhimento do material termorretrátil não seja excedida durante o uso do sistema gerador de aerossol com o elemento aquecedor operando abaixo da temperatura operacional máxima.

[0010] Conforme usado neste documento, o termo "artigo gerador de aerossol aquecido" refere-se a um artigo gerador de aerossol para produção de um aerossol que compreende um substrato gerador de aerossol que se destina a ser aquecido em vez de sofrer combustão, a fim de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Tais artigos são comumente referidos como produtos "aquecimento-sem- queima".

[0011] Conforme usado neste documento, o termo "substrato gerador de aerossol" se refere a um substrato capaz de liberar, mediante aquecimento, compostos voláteis de que podem formar um aerossol. O aerossol gerado a partir dos substratos formadores de aerossol em artigos geradores de aerossol descritos neste documento pode ser visível ou invisível e pode incluir vapores (por exemplo, partículas finas de substâncias que estão em um estado gasoso, que são normalmente líquidas ou sólidas à temperatura ambiente), assim como gases e gotículas líquidas de vapores condensados.

[0012] Conforme usado neste documento, o termo "banda de material termorretrátil" se refere a um anel anular ou tubo de material que encolhe radialmente quando aquecido acima da "temperatura de encolhimento". Tubulação termorretrátil adequada para uso na formação de bandas circunferenciais de material termorretrátil no invólucro da presente invenção seria bem conhecida daquele versado na técnica e exemplos de materiais adequados são fornecidos abaixo.

[0013] Conforme usado neste documento, o termo "resistência à tração" (RTD) refere-se à pressão necessária para forçar o ar por todo o comprimento do objeto em teste a uma taxa de 17,5 mililitros por segundo a 22 graus Celsius e 101 quilopascais (760 Torr). A resistência à tração é expressa em unidades de coluna d’água em milímetros (mmWG ou mm H2O) e é medida de acordo com a ISO 6565:2011.

[0014] Conforme usado neste documento, o termo "coluna" é usado para denotar um elemento geralmente cilíndrico da seção transversal substancialmente e preferencialmente circular, oval ou elíptica.

[0015] Conforme usado neste documento, o termo "longitudinal" refere-se ao sentido correspondente ao eixo longitudinal principal do artigo gerador de aerossol, que se estende entre as extremidades a montante e a jusante do artigo gerador de aerossol. Durante o uso, o ar é tragado através do artigo gerador de aerossol no sentido longitudinal. O termo "transversal" se refere a um sentido perpendicular ao eixo longitudinal.

[0016] Conforme usado neste documento, os termos "a montante"

e "a jusante" são usados para descrever posições relativas dos elementos ou porções dos elementos do artigo gerador de aerossol em relação ao sentido no qual o aerossol é transportado através do artigo gerador de aerossol durante o uso.

[0017] Artigos geradores de aerossol de acordo com a presente invenção são adequados para uso em um sistema gerador de aerossol que compreende um dispositivo gerador de aerossol aquecido eletricamente com um elemento de aquecimento interno para aquecer o substrato gerador de aerossol. Por exemplo, artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção encontram uma determinada aplicação em sistemas geradores de aerossol que compreendem um dispositivo gerador de aerossol aquecido eletricamente com uma lâmina aquecedora interna que é adaptada para ser inserida na coluna de substrato gerador de aerossol. Artigos geradores de aerossol deste tipo são descritos no estado da técnica, por exemplo, no pedido de patentes europeu EP-A-0 822 670.

[0018] Conforme usado neste documento, o termo "dispositivo gerador de aerossol" se refere a um dispositivo que compreende um elemento de aquecimento que interage com o substrato gerador de aerossol do artigo gerador de aerossol para gerar um aerossol.

[0019] Conforme descrito acima, os artigos geradores de aerossol de acordo com a presente invenção incorporam um elemento de controle de calor em pelo menos uma superfície do invólucro circunscrevendo o substrato gerador de aerossol, em que o elemento de controle de calor compreende uma ou mais bandas circunferenciais de um material termorretrátil. O elemento de controle de calor fornece um meio seguro e eficaz para evitar o uso do artigo gerador de aerossol em um dispositivo não compatível que aquece o artigo gerador de aerossol excessivamente acima de uma faixa de temperatura operacional desejada. O elemento de controle de calor, portanto,

fornece meios para prevenir o superaquecimento do artigo gerador de aerossol.

[0020] O posicionamento do elemento de controle de calor no invólucro, circundando o exterior do substrato gerador de aerossol torna-o particularmente responsivo ao superaquecimento do artigo gerador de aerossol devido ao uso de um dispositivo não compatível com um aquecedor periférico que aquece o aerossol gerando substrato externamente, conforme descrito acima.

[0021] O elemento de controle de calor é adaptado de modo que acima de uma temperatura limite definida, correspondendo à temperatura de encolhimento do material termorretrátil, o raio interno de uma ou mais bandas de material termorretrátil seja significativamente reduzido, para "ativar" o calor elemento de controle. O encolhimento radial de uma ou mais bandas de material termorretrátil faz com que o substrato gerador de aerossol subjacente seja comprimido. Esta compressão e deformação do substrato gerador de aerossol subjacente torna difícil ou impossível para o consumidor aspirar ar através do artigo gerador de aerossol, aumentando assim a resistência à tração (RTD) do artigo gerador de aerossol. Desta forma, o consumidor será alertado para o fato de que ele está tentando usar o artigo gerador de aerossol com um dispositivo gerador de aerossol não compatível e não será capaz de continuar a fumar o artigo gerador de aerossol.

[0022] Conforme discutido em mais detalhes abaixo, o material termorretrátil a partir do qual as bandas do elemento de controle de calor são formadas é selecionado com uma temperatura de retração apropriada que só será alcançada ou excedida quando o artigo gerador de aerossol for superaquecido, isto é, aquecido acima da faixa de temperatura operacional pretendida. Em outras palavras, uma ou mais bandas de material termorretrátil apenas encolherão em temperaturas operacionais excessivas. A temperatura limite à qual o elemento de controle de calor é ativado corresponderá à temperatura atingida na superfície do invólucro que incorpora o elemento de controle de calor quando o substrato gerador de aerossol é aquecido acima da temperatura máxima desejada, conforme determinado pelo fabricante.

[0023] Vantajosamente, quando os artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção são aquecidos normalmente em um dispositivo gerador de aerossol compatível, a presença do elemento de controle de calor não terá um impacto perceptível na experiência do consumidor. Em particular, o elemento de controle de calor não deve ter um impacto no RTD do artigo gerador de aerossol, ou na composição e propriedades do aerossol gerado a partir do substrato gerador de aerossol subjacente durante o uso.

[0024] O elemento de controle de calor que compreende uma ou mais bandas de material termorretrátil pode ser convenientemente incorporado ao invólucro circunscrevendo o substrato gerador de aerossol de um artigo gerador de aerossol, sem impactar o arranjo dos outros componentes do artigo. Além disso, o elemento de controle de calor pode ser convenientemente incorporado no invólucro antes da aplicação do invólucro em torno do substrato gerador de aerossol. A inclusão do elemento de controle de calor não deve, portanto, impactar significativamente a fabricação dos artigos geradores de aerossol. Os artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção podem, portanto, ser vantajosamente feitos usando métodos e aparelhos de alta velocidade existentes.

[0025] Conforme definido acima, o encolhimento de uma ou mais bandas do material termorretrátil provoca uma redução no raio interno de cada banda de pelo menos cerca de 20 por cento em comparação com o raio interno original da banda, antes do aquecimento do substrato gerador de aerossol. Isto é para garantir que ocorra deformação suficiente do substrato gerador de aerossol para que o RTD do artigo gerador de aerossol seja significativamente impactado pela ativação do elemento de controle de calor. Preferencialmente, a redução no raio interno de cada uma das uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil mediante aquecimento a uma temperatura acima da temperatura de encolhimento do material termorretrátil é de pelo menos cerca de 30 por cento em comparação com o raio interno da respectiva banda circunferencial antes do aquecimento.

[0026] Alternativamente ou além disso, a redução no raio interno de cada uma das uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil mediante aquecimento a uma temperatura acima da temperatura de encolhimento do material termorretrátil é preferencialmente não mais do que cerca de 50 por cento em comparação com o raio interno da respectiva banda circunferencial antes do aquecimento.

[0027] Esses valores de contração radial correspondem à contração das bandas quando elas estão em posição sobre o substrato gerador de aerossol. O grau de encolhimento alcançado pelas bandas pode depender das propriedades do substrato gerador de aerossol subjacente e o substrato gerador de aerossol irá resistir ao encolhimento até certo ponto. O grau de encolhimento alcançado pela banda isolada do substrato gerador de aerossol, que pode ser definido, por exemplo, em termos de uma "razão de encolhimento", será tipicamente maior.

[0028] O encolhimento radial de uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil tem o efeito de aumentar o RTD do artigo gerador de aerossol devido à compressão do substrato gerador de aerossol subjacente, como descrito acima. O aumento no RTD deve ser suficientemente grande para ser detectado pelo consumidor para alertá-lo para o uso não intencional do artigo gerador de aerossol. Por exemplo, o aumento no RTD pode ser de pelo menos 30 mm H2O ou pelo menos 50 mm H2O, dependendo do RTD fornecido em condições normais de operação.

[0029] Preferencialmente, o RTD é aumentado para um nível que torna muito difícil, e de preferência substancialmente impossível, para o consumidor continuar a aspirar ar através do artigo gerador de aerossol. Preferencialmente, o RTD é, portanto, aumentado para acima de cerca de 130 mm H2O, mais preferencialmente acima de cerca de 140 mm H2O e mais preferencialmente acima de cerca de 150 mm H 2O.

[0030] O RTD pode aumentar até cerca de 300 mm H 2O. Alternativamente, o RTD pode aumentar até cerca de 250 mm H2O. Alternativamente, o RTD pode aumentar até cerca de 200 mm H2O. Alternativamente, o RTD pode aumentar até cerca de 180 mm H2O. Tais limites superiores de RTD são suficientes para tornar o artigo gerador de aerossol substancialmente inutilizável, no sentido de que tais limites superiores de RTD tornam muito difícil para o consumidor aspirar ar através do artigo gerador de aerossol.

[0031] Preferencialmente, o RTD do artigo gerador de aerossol antes da ativação do elemento de controle de calor está entre cerca de 80 mm H2O e cerca de 90 mm H2O.

[0032] As uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil que formam o elemento de controle de calor podem ser fornecidas na superfície interna do envoltório, na superfície externa do envoltório ou em ambas as superfícies interna e externa do envoltório. Em certas modalidades, pode ser preferencial fornecer o elemento de controle de calor na superfície interna do invólucro para minimizar a visibilidade das bandas de material termorretrátil para o consumidor.

[0033] Cada uma das bandas circunferenciais é preferencialmente proporcionada por uma camada do material termorretrátil aplicado à superfície apropriada do invólucro. Por exemplo, o material termorretrátil pode ser incorporado na superfície do invólucro por laminação durante a fabricação do invólucro. A camada de material termorretrátil formará uma faixa ou anel que circunscreve o substrato de geração de aerossol quando o invólucro é enrolado circunferencialmente em torno do substrato de geração de aerossol. Preferencialmente, cada uma das bandas se estende circunferencialmente por todo o caminho em torno do substrato gerador de aerossol para formar uma banda ou anel anular, de modo que o efeito compressivo do encolhimento da banda no substrato gerador de aerossol subjacente seja maximizado.

[0034] Preferencialmente, a camada de material termorretrátil que forma cada banda circunferencial tem uma espessura radial inferior a cerca de 0,5 milímetro, mais preferencialmente inferior a cerca de 0,3 milímetro e mais preferencialmente inferior a cerca de 0,2 milímetro. A seleção de uma camada relativamente fina do material termorretrátil pode otimizar vantajosamente a sensibilidade térmica do elemento de controle de calor. Além disso, o impacto da incorporação do elemento de controle de calor nas dimensões gerais do artigo gerador de aerossol pode ser minimizado.

[0035] Alternativamente ou além disso, a camada de material termorretrátil que forma cada banda circunferencial tem uma espessura radial de pelo menos cerca de 0,05 milímetros. Isso garante que uma força de compressão suficiente possa ser fornecida pelas bandas de material termorretrátil para atingir o aumento desejado em RTD do artigo gerador de aerossol.

[0036] Preferencialmente, o elemento de controle de calor incluindo uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil se estende ao longo de pelo menos cerca de 50 por cento do comprimento da haste do substrato gerador de aerossol, mais preferencialmente ao longo de pelo menos cerca de 75 por cento do comprimento. Em algumas modalidades, o elemento de controle de calor se estende ao longo de 100 por cento do comprimento do substrato gerador de aerossol. Isso é baseado em uma medição da distância longitudinal entre a porção mais a montante do elemento de controle de calor e a porção mais a jusante do elemento de controle de calor, incluindo quaisquer espaços fornecidos entre as bandas.

[0037] Alternativamente ou além disso, o elemento de controle de calor incluindo uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil preferencialmente recobre pelo menos cerca de 60 por cento da superfície externa da haste do substrato gerador de aerossol, mais preferencialmente pelo menos cerca de 75 por cento e mais preferencialmente pelo menos cerca de 90 por cento. Isso é baseado em uma medição da área total coberta pelo elemento de controle de calor entre a porção mais a montante do elemento de controle de calor e a porção mais a jusante do elemento de controle de calor, incluindo quaisquer espaços fornecidos entre as bandas.

[0038] Ao fornecer cobertura suficiente do elemento de controle de calor ao longo e ao redor da haste do substrato de geração de aerossol, uma deformação suficiente do substrato de geração de aerossol pode ser alcançada mediante o encolhimento das bandas de material termorretrátil para provocar o aumento desejado em RTD quando o elemento de controle de calor é ativado.

[0039] O arranjo de uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil no elemento de controle de calor pode variar, por exemplo, dependendo das propriedades do material termorretrátil selecionado. Em algumas modalidades preferenciais, o elemento de controle de calor compreende uma única banda de material termorretrátil. A banda única pode se estender longitudinalmente ao longo de apenas uma porção da haste do substrato gerador de aerossol ou a banda única pode se estender ao longo de substancialmente toda a haste do substrato gerador de aerossol.

[0040] Quando uma única banda é fornecida, a largura da banda é preferencialmente pelo menos cerca de 2 milímetros, mais preferencialmente pelo menos cerca de 3 milímetros. A “largura” da banda corresponde à dimensão da banda na direção longitudinal do artigo gerador de aerossol. Conforme descrito acima, em certas modalidades preferenciais, a única banda de material termorretrátil circunscreve a haste do substrato gerador de aerossol ao longo de substancialmente todo o seu comprimento de modo que a largura da banda corresponda ao comprimento da haste do substrato gerador de aerossol.

[0041] Em modalidades preferenciais alternativas, o elemento de controle de calor compreende uma pluralidade de bandas circunferenciais de material termorretrátil que são espaçadas em uma direção longitudinal ao longo do comprimento da haste do substrato gerador de aerossol. Este arranjo de uma pluralidade de bandas pode vantajosamente permitir que o elemento de controle de calor como um todo se estenda globalmente sobre uma proporção maior da coluna de substrato gerador de aerossol a ser coberto pelo elemento de controle de calor, mas usando menos material do que seria necessário para um faixa única cobrindo a mesma proporção da haste.

[0042] Preferencialmente, o elemento de controle de calor compreende entre cerca de 2 bandas circunferenciais e cerca de 8 bandas circunferenciais de material termorretrátil espaçadas ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da haste do substrato gerador de aerossol, mais preferencialmente entre cerca de 2 bandas circunferenciais e cerca de 5 bandas circunferenciais.

[0043] Quando uma pluralidade de bandas circunferenciais de material termorretrátil é fornecida, as bandas podem ter substancialmente a mesma largura e espessura que as outras, ou as bandas podem variar em pelo menos um da largura e da espessura.

[0044] Quando uma pluralidade de bandas circunferenciais de material termorretrátil é fornecida, a largura de cada banda e o espaçamento entre as bandas podem ser adaptados dependendo do número total de bandas no elemento de controle de calor, para fornecer o nível desejado de cobertura ao longo da coluna de substrato gerador de aerossol. Preferencialmente, a largura de cada banda é de pelo menos 1 milímetro, mais preferencialmente de pelo menos 2 milímetros.

[0045] Para modalidades que compreendem um elemento de controle de calor com uma pluralidade de bandas circunferenciais de material termorretrátil, como descrito acima, todas as bandas podem ser formadas do mesmo material termorretrátil. Alternativamente, o elemento de controle de calor pode compreender uma ou mais bandas circunferenciais de um primeiro material termorretrátil tendo uma primeira temperatura de contração e uma ou mais bandas circunferenciais de um segundo material termorretrátil tendo uma segunda temperatura de encolhimento mais alta do que a primeira temperatura de encolhimento. Por exemplo, o elemento de controle de calor pode compreender uma única banda do primeiro material termorretrátil e uma única banda do segundo material termorretrátil, em que as bandas são fornecidas adjacentes umas às outras, com ou sem um espaço. Alternativamente, o elemento de controle de calor pode compreender uma pluralidade de bandas alternadas do primeiro e do segundo materiais termorretráteis.

[0046] Preferencialmente, a segunda temperatura de contração do segundo material termorretrátil é pelo menos 30 graus Celsius mais alta do que a primeira temperatura de contração do primeiro material termorretrátil.

[0047] O uso de uma combinação de dois ou mais materiais termorretráteis diferentes vantajosamente permite que uma faixa de temperaturas de contração seja fornecida para o mesmo artigo gerador de aerossol, de modo que o elemento de controle de calor possa ser potencialmente ativado em uma faixa mais ampla de condições de superaquecimento. Como tal, o elemento de controle de calor pode ser adaptado para ativar em resposta ao uso do artigo gerador de aerossol com uma variedade de diferentes dispositivos não compatíveis, que podem ter diferentes locais de aquecedor e perfis de aquecimento entre si.

[0048] Para qualquer modalidade da presente invenção, cada uma das faixas circunferenciais pode ser fornecida substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol de modo que a cobertura longitudinal da faixa corresponda substancialmente à sua largura. Alternativamente, cada uma das bandas circunferenciais pode se estender diagonalmente em torno da haste do substrato gerador de aerossol em relação ao eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol de modo que a cobertura longitudinal da banda seja maior do que sua largura. Com tal arranjo, a banda se estende ao longo da haste do substrato gerador de aerossol em uma direção longitudinal, bem como circunferencialmente em torno dela. Isso pode melhorar a cobertura geral do elemento de controle de calor sobre a haste do substrato gerador de aerossol, sem a necessidade de aumentar a quantidade de material necessária.

[0049] Um material termorretrátil adequado deve ser selecionado para o elemento de controle de calor, em que o material termorretrátil tem uma temperatura de retração apropriada para garantir que não haja risco de o elemento de controle de calor ativar quando o artigo gerador de aerossol é aquecido dentro de um faixa de temperatura de operação normal, mas de modo que as bandas de material termorretrátil encolham tão rapidamente quanto possível quando o artigo gerador de aerossol é aquecido a uma temperatura acima desta faixa. Os materiais termorretráteis adequados são bem conhecidos e aquele versado na técnica será prontamente capaz de selecionar um material com uma temperatura de retração apropriada, dependendo da temperatura na qual se pretende que o elemento de controle de calor seja ativado.

[0050] Os artigos geradores de aerossol destinam-se a ser usados em um dispositivo que compreende uma lâmina de aquecedor que é inserida na haste do artigo gerador de aerossol e aquece o artigo gerador de aerossol internamente. A temperatura dentro do substrato gerador de aerossol diminuirá com o aumento da distância radial da lâmina do aquecedor e será tipicamente mais baixa na superfície da haste do substrato gerador de aerossol, onde o elemento de controle de calor será posicionado. Usando termopares, é possível medir a temperatura atingida no invólucro quando o artigo gerador de aerossol é aquecido dentro da temperatura normal de operação, de modo que a temperatura limite na qual o elemento de controle de calor é ativado pode ser definida acima desta.

[0051] Preferencialmente, a temperatura de encolhimento do material termorretrátil que forma uma ou mais bandas circunferenciais do elemento de controle de calor é de pelo menos cerca de 180 graus Celsius, mais preferencialmente pelo menos cerca de 200 graus Celsius e mais preferencialmente pelo menos cerca de 220 graus Celsius. Esta faixa de temperatura de contração garantirá que o elemento de controle de calor não seja ativado durante o aquecimento da haste do substrato gerador de aerossol em condições normais de operação.

[0052] Preferencialmente, a temperatura de encolhimento do material termorretrátil que forma uma ou mais bandas circunferenciais do elemento de controle de calor não é mais do que cerca de 300 graus Celsius, mais preferencialmente não mais do que 280 graus Celsius. Isso garante que o elemento de controle de calor seja suficientemente sensível ao aquecimento do substrato gerador de aerossol acima da temperatura máxima desejada.

[0053] Preferencialmente, o material termorretrátil é um material polimérico, mais preferencialmente um material polimérico termoplástico. Os materiais poliméricos adequados seriam conhecidos por aqueles versados na técnica, mas incluem: polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno celulose de baixa densidade linear (LLDPE), poliolefina, resina de polietileno aprimorada (EPE) e suas combinações.

[0054] Preferencialmente, o material termorretrátil é substancialmente transparente.

[0055] Preferencialmente, o material termorretrátil é configurado para atingir ou exceder a temperatura de encolhimento do material termorretrátil quando o substrato gerador de aerossol é aquecido internamente a uma temperatura acima de uma temperatura limite interna ou quando o substrato gerador de aerossol é aquecido externamente a uma temperatura acima de uma temperatura limite externa, em que a referida temperatura limite interna é de pelo menos cerca de 350 graus Celsius e em que a referida temperatura limite externa está abaixo de cerca de 200 graus Celsius. Isso permite que o material termorretrátil não seja ativado durante o aquecimento interno pretendido do substrato gerador de aerossol em um dispositivo gerador de aerossol, mas permite que o material termorretrátil seja ativado quando aquecido externamente. Isso garante que o material termorretrátil seja ativado quando o artigo gerador de aerossol aquecido é usado com um dispositivo gerador de aerossol incompatível, mas não ativado quando o artigo é usado com um dispositivo gerador de aerossol compatível. O referido material termorretrátil corresponde a qualquer um dos materiais termorretráteis que formam o elemento de controle de calor.

[0056] A "temperatura limite interna" refere-se a uma temperatura dentro do substrato gerador de aerossol, quando é aquecido internamente, na qual o material termorretrátil atinge ou excede sua temperatura de retração correspondente.

[0057] A "temperatura limite externa" refere-se a uma temperatura na superfície externa do substrato gerador de aerossol, quando é aquecido externamente, na qual o material termorretrátil atinge ou excede sua temperatura de retração correspondente.

[0058] A temperatura limite interna pode ser de pelo menos cerca de 300 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite interna pode ser de pelo menos cerca de 400 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite interna pode ser de pelo menos cerca de 450 graus Celsius.

[0059] A temperatura limite externa pode ser inferior a cerca de 150 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite externa pode estar abaixo de cerca de 250 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite externa pode estar abaixo de cerca de 300 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite externa pode estar abaixo de cerca de 350 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite externa pode estar abaixo de cerca de 400 graus Celsius. Alternativamente, a temperatura limite externa pode estar abaixo de cerca de 450 graus Celsius.

[0060] Os artigos geradores de aerossol de acordo com a presente invenção podem compreender uma pluralidade de elementos, incluindo a haste de substrato gerador de aerossol e o componente de controle de calor, montado dentro de um invólucro, tal como um papel de cigarro.

[0061] A haste de substrato gerador de aerossol é formada por um material formador de aerossol, que é particularmente preferencialmente material de tabaco homogeneizado.

[0062] Conforme usado neste documento, o termo "material de tabaco homogeneizado" abrange qualquer material de tabaco formado pela aglomeração de partículas de material de tabaco. Folhas ou tramas de material de tabaco homogeneizado são formadas pela aglomeração de tabaco particulado obtido através de moagem ou qualquer outra forma de trituração de um ou mais dentre a lâmina da folha de tabaco e caules da folha de tabaco. Além disso, o material de tabaco homogeneizado pode compreender uma menor quantidade de um ou mais dentre pó de tabaco, resíduos de tabaco e outros subprodutos de tabaco em partículas formadas durante, por exemplo, o tratamento, manuseio e envio do tabaco. As folhas de material de tabaco homogeneizado podem ser produzidas por fundição, extrusão, processos de fabricação de papel ou outros processos adequados conhecidos na técnica.

[0063] Em modalidades preferenciais, a coluna compreende uma ou mais folhas de um material de tabaco homogeneizado que foram agrupadas para formar um plugue e foram circunscritas por um invólucro externo. Conforme usado neste documento, em referência à invenção, o termo "folha" descreve um elemento laminar com comprimento e largura substancialmente maiores do que a espessura deste. Conforme usado neste documento com referência a invenção, o termo "agrupado" descreve uma folha que é torcida, dobrada, comprimida ou restringida substancialmente de maneira transversal ao eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol.

[0064] Vantajosamente, o substrato gerador de aerossol compreende uma folha texturizada agrupada de material de tabaco homogeneizado. Conforme usado neste documento com referência à invenção, o termo "folha texturizada" descreve uma folha que foi frisada, gravada em relevo, gravada em baixo relevo, perfurada ou deformada.

[0065] O uso de uma folha texturizada de material de tabaco homogeneizado pode facilitar vantajosamente o agrupamento da folha de material de tabaco homogeneizado para formar um substrato gerador de aerossol.

[0066] O substrato gerador de aerossol pode compreender uma folha texturizada agrupada de material de tabaco homogeneizado compreendendo uma pluralidade de entalhes espaçados, saliências, perfurações ou quaisquer combinações destes.

[0067] Em certas modalidades preferenciais, o substrato gerador de aerossol compreende uma folha frisada agrupada de material de tabaco homogeneizado. Conforme usado neste documento com referência à invenção, o termo "folha frisada" descreve uma folha com uma pluralidade de arestas ou corrugações substancialmente paralelos. Vantajosamente, quando o artigo gerador de aerossol for montado, as arestas ou corrugações substancialmente paralelas se estendem ao longo ou paralelamente ao eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol. Isso facilita o agrupamento da folha frisada de material de tabaco homogeneizado para formar o substrato gerador de aerossol.

[0068] No entanto, será apreciado que as folhas frisadas de material de tabaco homogeneizado para inclusão nos substratos formadores de aerossol dos artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção podem, alternativamente ou adicionalmente, ter uma pluralidade de arestas ou corrugações que são dispostas em um ângulo agudo ou obtuso em relação ao eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol quando o artigo gerador de aerossol tiver sido montado.

[0069] Folhas de material de tabaco homogeneizado para uso na invenção podem ter um teor de tabaco de pelo menos cerca de 40 por cento em peso em uma base de peso seco, mais preferencialmente de pelo menos cerca de 50 por cento em peso em uma base de peso seco, mais preferencialmente ou pelo menos cerca de 70 por cento em peso em uma base seca e mais preferencialmente pelo menos cerca de 90 por cento em peso em uma base de peso seco.

[0070] Preferencialmente, as folhas de material de tabaco homogeneizado compreendem um formador de aerossol. As folhas de material de tabaco homogeneizado podem compreender um único formador de aerossol. Alternativamente, as folhas de material de tabaco homogeneizado podem compreender uma combinação de dois ou mais formadores de aerossol.

[0071] Formadores de aerossol adequados são conhecidos na técnica e incluem, mas não estão limitados a: álcoois mono-hídricos como mentol, álcoois poli-hídricos como trietilenoglicol, 1,3- butanodiol e glicerina, ésteres de álcoois poli-hídricos como mono, di ou triacetato de glicerol e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, como dodecanodiato de dimetila, tetradecanodioato de dimetila, eritritol, 1,3-butilenoglicol, tetraetilenoglicol, citrato de trietila, carbonato de propileno, laurato de etilo, triactina, mesoeritritol, uma mistura de diacetina, um suberato de dietila, citrato de trietila, benzoato de benzila, acetato de benzilfenila, vanilato de etila, tributirina, lauril acetato, ácido láurico, ácido mirístico e propilenoglicol.

[0072] Preferencialmente, as folhas do material de tabaco homogeneizado têm um teor de formador de aerossol superior a 5 por cento em uma base em peso seco.

[0073] As folhas de material de tabaco homogeneizado podem ter um teor de formador de aerossol entre cerca de 5 por cento e cerca de 30 por cento em uma base em peso seco.

[0074] Em uma modalidade preferencial, as folhas de material de tabaco homogeneizado têm um teor de formador de aerossol de cerca de aproximadamente 20 por cento em uma base em peso seco.

[0075] As placas de material de tabaco homogeneizado para uso na invenção podem compreender um ou mais ligantes intrínsecos, ou seja, ligantes endógenos de tabaco, um ou mais ligantes extrínsecos que sejam ligantes exógenos de tabaco ou uma combinação destes, para ajudar a aglomerar o tabaco particularizado. Alternativa ou adicionalmente, as folhas de material de tabaco homogeneizado para uso no substrato gerador de aerossol podem compreender outros aditivos incluindo, mas sem se limitar a fibras de tabaco e sem tabaco,

formadores de aerossol, umectantes, plastificantes, aromatizantes, enchimentos, solventes aquosos e não aquosos e combinações dos mesmos.

[0076] Ligantes extrínsecos adequados para inclusão em placas de material de tabaco homogeneizado para uso na invenção são conhecidos na técnica e incluem, entre outros: gomas como, por exemplo, goma guar, goma xantana, goma arábica e goma de alfarroba; ligantes celulósicos como, por exemplo, hidroxipropilcelulose, carboximetilcelulose, hidroxietilcelulose, metilcelulose e etilcelulose; polissacarídeos como, por exemplo, amidos, ácidos orgânicos, como ácido algínico, sais de base conjugada de ácidos orgânicos, como alginato de sódio, ágar e pectinas; e suas combinações.

[0077] Fibras sem tabaco adequadas para inclusão em folhas de material de tabaco homogeneizado para uso no substrato gerador de aerossol são conhecidas na técnica e incluem, mas não estão limitadas a: fibras de celulose; fibras de madeira resinosa; fibras de madeira de lei; fibras de juta e combinações destas. Antes da inclusão em folhas de material de tabaco homogeneizado para uso no substrato gerador de aerossol, as fibras sem tabaco podem ser tratadas por processos adequados conhecidos na técnica incluindo, mas não estando limitados a: polpação mecânica; refino; polpação química; branqueamento; polpação por sulfato; e combinações destes.

[0078] As folhas de tabaco homogeneizado para uso na invenção preferencialmente têm uma largura entre cerca de 70 mm e cerca de 250 mm, por exemplo, entre cerca de 120 mm e cerca de 160 mm. Preferencialmente, a espessura das folhas do material de tabaco homogeneizado está entre cerca de 50 micrômetros e 300 micrômetros, mais preferencialmente entre cerca de 150 micrômetros e cerca de 250 micrômetros.

[0079] Folhas de tabaco homogeneizado para uso no artigo gerador de aerossol da presente invenção podem ser produzidas por métodos conhecidos na técnica, por exemplo, nos métodos divulgados no pedido de patente internacional WO-A-2012/164009 A2.

[0080] Em uma modalidade preferencial, as folhas de material de tabaco homogeneizado para uso no artigo gerador de aerossol são formadas a partir de uma pasta fluida compreendendo tabaco particulado, goma guar, fibras de celulose e glicerina por um processo de fundição.

[0081] Como alternativa ao uso de uma folha agrupada de material de tabaco homogeneizado, como descrito acima, o substrato gerador de aerossol pode ser formado por uma pluralidade de tiras ou pedaços de uma folha de material de tabaco homogeneizado. Por exemplo, o substrato gerador de aerossol pode ser formado por uma pluralidade de pedaços de material de tabaco homogeneizado que estão alinhados no sentido longitudinal e foram reunidos e envolvidos para formar uma coluna de substrato gerador de aerossol.

[0082] Os pedaços do material de tabaco homogeneizado preferencialmente têm o tamanho de entre cerca de 10 milímetros e cerca de 20 milímetros, mais preferencialmente entre cerca de 12 milímetros e cerca de 18 milímetros, mais preferencialmente entre cerca de 14 milímetros e cerca de 16 milímetros, mais preferencialmente cerca de 15 milímetros. Alternativamente ou adicionalmente, os pedaços de material de tabaco homogeneizado preferencialmente têm uma largura entre cerca de 0,4 milímetro e cerca de 0,8 milímetro.

[0083] Preferencialmente, a densidade da folha de material de tabaco homogeneizado a partir da qual os pedaços são formados está entre cerca de 500 e cerca de 1500 miligramas por centímetro cúbico, mais preferencialmente entre cerca de 800 e cerca de 1200 miligramas por centímetro cúbico, mais preferencialmente entre cerca de 900 e cerca de 1100 miligramas por centímetro cúbico e a maioria preferencialmente entre cerca de 900 e cerca de 970 miligramas por centímetro cúbico.

[0084] Preferencialmente, a densidade a granel dos fragmentos de material de tabaco homogeneizado dentro do substrato gerador de aerossol é entre cerca de 0,4 grama por centímetro cúbico e cerca de 0,8 grama por centímetro cúbico, preferencialmente entre cerca de 0,5 grama por centímetro cúbico e cerca de 0,7 grama por centímetro cúbico e mais preferencialmente entre cerca de 0,65 grama por centímetro cúbico e cerca de 0,67 grama por centímetro cúbico.

[0085] Como descrito acima, o material de tabaco homogeneizado pode ser formado pela moldagem de uma pasta fluida. Alternativamente, o material de tabaco homogeneizado pode ser formado por outro método adequado, como por exemplo, um método de extrusão.

[0086] Conforme descrito acima, o substrato gerador de aerossol compreende uma haste do material de tabaco homogeneizado circunscrita por um invólucro, em que o invólucro é fornecido ao redor e em contato com o material de tabaco homogeneizado e incorpora o elemento de controle de calor. O invólucro pode ser formado a partir de qualquer material de folha adequado que é capaz de ser enrolado em torno de material de tabaco homogeneizado para formar um substrato gerador de aerossol. O invólucro pode ser poroso ou não poroso. Preferencialmente, o invólucro é um invólucro de papel, mas o invólucro pode, alternativamente, não ser papel.

[0087] A coluna de substrato gerador de aerossol tem preferencialmente um diâmetro externo que é aproximadamente igual ao diâmetro externo do artigo gerador de aerossol.

[0088] Preferencialmente, a coluna de substrato gerador de aerossol tem um diâmetro externo de pelo menos 5 milímetros. A coluna de substrato gerador de aerossol pode ter um diâmetro externo de entre cerca de 5 milímetros e cerca de 12 milímetros, por exemplo, de entre cerca de 5 milímetros e cerca de 10 milímetros ou de entre cerca de 6 milímetros e cerca de 8 milímetros. Em uma modalidade preferencial, a coluna de substrato gerador de aerossol tem um diâmetro externo de 7,2 milímetros, variando em 10 por cento.

[0089] A coluna de substrato gerador de aerossol pode ter um comprimento de entre cerca de 7 milímetros e cerca de 15 mm. Em uma modalidade, a coluna de substrato gerador de aerossol pode ter um comprimento de cerca de 10 milímetros. Em uma modalidade preferencial, a coluna de substrato gerador de aerossol tem um comprimento de cerca de 12 milímetros.

[0090] Preferencialmente, a coluna de substrato gerador de aerossol tem uma seção transversal substancialmente uniforme ao longo do comprimento da coluna. Particularmente, preferencialmente, a coluna do substrato gerador de aerossol tem uma seção transversal substancialmente circular.

[0091] Os artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção preferencialmente compreendem um ou mais elementos além da coluna de substrato gerador de aerossol e o componente de controle de calor. Por exemplo, artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção podem incluir ainda pelo menos um dentre: um bocal, um elemento de refrigeração de aerossol e um elemento de suporte, como um tubo de acetato oco. Por exemplo, em uma modalidade preferida, um artigo gerador de aerossol compreende, em um arranjo sequencial linear, uma coluna de substrato gerador de aerossol como descrito acima, um elemento de suporte localizado imediatamente a jusante do substrato gerador de aerossol, um elemento de refrigeração de aerossol localizado a jusante do elemento de suporte e um invólucro externo que circunscreve a coluna, o elemento de suporte e o elemento de refrigeração de aerossol.

[0092] Os sistemas geradores de aerossol de acordo com a presente invenção compreendem um artigo gerador de aerossol, conforme descrito em detalhes acima, em combinação com um dispositivo gerador de aerossol que é adaptado para receber a extremidade a montante do artigo gerador de aerossol durante o ato de fumar. O dispositivo gerador de aerossol compreende um elemento de aquecimento que é configurado para aquecer o substrato gerador de aerossol, a fim de gerar um aerossol durante o uso. Preferencialmente, o elemento de aquecimento é adaptado para penetrar no substrato gerador de aerossol quando o artigo gerador de aerossol é inserido no dispositivo gerador de aerossol. Por exemplo, o elemento de aquecimento é preferencialmente na forma de uma lâmina de aquecimento.

[0093] O elemento de aquecimento é controlado durante o uso para operar dentro de uma faixa de temperatura de operação definida, abaixo de uma temperatura de operação máxima. O elemento de controle de calor do artigo gerador de aerossol é adaptado de modo que a temperatura de encolhimento do material termorretrátil formando uma ou mais bandas circunferenciais do elemento de controle de calor não seja alcançada durante o uso normal do artigo gerador de aerossol no dispositivo gerador de aerossol com o elemento de aquecimento operando abaixo da temperatura máxima de operação. Isso garante que, quando o artigo gerador de aerossol e o dispositivo gerador de aerossol são usados juntos, o elemento de controle de calor não será ativado durante o uso normal.

[0094] Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol compreende adicionalmente: um compartimento, uma fonte de alimentação de energia elétrica conectada ao elemento de aquecimento e um elemento de controle configurado para controlar o fornecimento de energia da fonte de alimentação para o elemento de aquecimento.

[0095] Dispositivos geradores de aerossol adequados para uso no sistema gerador de aerossol da presente invenção são descritos em WO-A-2013/098405.

[0096] A invenção será descrita a seguir com referência às figuras acompanhantes, nas quais:

[0097] Figura 1 mostra uma vista em perspectiva esquemática de um artigo gerador de aerossol de acordo com uma primeira modalidade da invenção, com o invólucro do substrato gerador de aerossol desenrolado;

[0098] Figura 2 mostra uma vista em perspectiva esquemática do artigo gerador de aerossol da Figura 1, após a ativação do elemento de controle de calor;

[0099] Figura 3 mostra uma vista em perspectiva esquemática de um artigo gerador de aerossol de acordo com uma segunda modalidade da invenção, com o invólucro do substrato gerador de aerossol desenrolado;

[00100] Figura 4 mostra uma vista em perspectiva esquemática do artigo gerador de aerossol da Figura 3, após a ativação do elemento de controle de calor;

[00101] Figura 5 mostra uma vista em perspectiva esquemática de um artigo gerador de aerossol de acordo com uma terceira modalidade da invenção, com o invólucro do substrato gerador de aerossol desenrolado;

[00102] Figura 6 mostra uma vista em perspectiva esquemática do artigo gerador de aerossol da Figura 5, após a ativação do elemento de controle de calor;

[00103] Figura 7 é uma vista esquemática em seção transversal de um sistema gerador de aerossol compreendendo um dispositivo gerador de aerossol e um artigo gerador de aerossol de acordo com a invenção; e

[00104] Figura 8 é uma vista esquemática em seção transversal do dispositivo de geração de aerossol eletricamente aquecido da Figura 7.

[00105] O artigo gerador de aerossol 10 mostrado na Figura 1 compreende quatro elementos dispostos em alinhamento coaxial: um substrato gerador de aerossol 20, um elemento de suporte 30, um elemento de refrigeração de aerossol 40 e um bocal 50. O substrato gerador de aerossol 20 é circunscrito por um invólucro 60, descrito em mais detalhes abaixo. Cada um dos outros elementos é circunscrito por um envoltório tampão correspondente (não mostrado). Estes quatro elementos são dispostos sequencialmente e são circunscritos por um invólucro externo (não mostrado) para formar o artigo gerador de aerossol 10. O gerador de aerossol 10 tem uma extremidade proximal ou de boca 70, a qual um usuário insere na boca dele ou dela durante o uso, e uma extremidade distal 80 localizada no extremo oposto do artigo gerador de aerossol 10 em relação à extremidade da boca 70.

[00106] Em uso, o ar é tragado através do artigo gerador de aerossol por um usuário a partir da extremidade distal 80 para a extremidade de boca 70. A extremidade distal 80 do artigo gerador de aerossol também pode ser descrita como a extremidade a montante do artigo gerador de aerossol 10 e a extremidade de boca 70 do artigo gerador de aerossol 10 também pode ser descrita como a extremidade a jusante do artigo gerador de aerossol 10. Os elementos do artigo gerador de aerossol 10 localizados entre a extremidade de bocal 70 e a extremidade distal 80 podem ser descritos como estando a montante da extremidade de bocal 70 ou, alternativamente, a jusante da extremidade distal 80.

[00107] O substrato gerador de aerossol 20 está localizado na extremidade distal ou na extremidade a montante do artigo gerador de aerossol 10. Na modalidade ilustrada na Figura 1, o substrato gerador de aerossol 20 compreende uma folha frisada de material de tabaco homogeneizado frisado. A folha frisada do material de tabaco homogeneizado compreende glicerina como um formador de aerossol.

[00108] O substrato gerador de aerossol 20 é circunscrito por um invólucro 60 que compreende um elemento de controle de calor 62 na superfície interna. O elemento de controle de calor 62 compreende uma única camada 64 de um material termorretrátil tendo uma temperatura de retração de cerca de 200 graus Celsius, que cobre toda a superfície interna do invólucro 60 e, portanto, se estende ao longo de todo o comprimento do substrato gerador de aerossol 20. No artigo gerador de aerossol montado 10, com o invólucro envolvendo o substrato gerador de aerossol 20, a camada 64 de material termorretrátil forma uma banda 66 que circunscreve todo o substrato gerador de aerossol 20.

[00109] Antes da ativação do elemento de controle de calor 62, a banda 66 de material termorretrátil tem um raio interno que corresponde substancialmente ao raio externo do substrato gerador de aerossol subjacente 20. O elemento de controle de calor 62, portanto, tem um efeito insignificante no RTD e não afetará o uso normal do artigo gerador de aerossol 10.

[00110] Se a temperatura de contração de 200 graus Celsius for excedida na superfície interna do invólucro 60 devido ao superaquecimento do artigo gerador de aerossol 10, o elemento de controle de calor 62 será ativado e a banda 66 do material termorretrátil irá encolher radialmente de modo que o raio interno da banda é reduzido em mais de 20 por cento. Como mostrado na Figura 2, este encolhimento radial da banda 66 causa compressão e deformação do substrato gerador de aerossol 20, o que causa um aumento no RTD para um nível acima de 130 mm H2O. Tornar-se-á, portanto, difícil para o consumidor aspirar o ar através do artigo gerador de aerossol e a utilização posterior do artigo gerador de aerossol deixará de ser possível.

[00111] O elemento de suporte 30 está na forma de um tubo oco de acetato de celulose localizado imediatamente a jusante do substrato gerador de aerossol 30 e confinando com o substrato gerador de aerossol 20. O elemento de suporte 30 localiza o substrato gerador de aerossol 20 na extremidade distal 80 do artigo gerador de aerossol 10, de modo que possa ser penetrado por um elemento de aquecimento de um dispositivo gerador de aerossol. Conforme descrito mais abaixo, o elemento de suporte 30 está no lugar para evitar que o substrato gerador de aerossol 20 seja forçado a jusante dentro do artigo gerador de aerossol 10 em direção ao elemento de resfriamento de aerossol 40 quando um elemento de aquecimento de um dispositivo gerador de aerossol é inserido no substrato gerador de aerossol 20. O elemento de suporte 30 também age como um separador para separar o elemento de refrigeração de aerossol 40 pertencente ao artigo gerador de aerossol 10 do substrato gerador de aerossol 20.

[00112] O elemento de refrigeração de aerossol 40 está localizado imediatamente a jusante do elemento de suporte 30 e se encosta no elemento de suporte 30. Em uso, as substâncias voláteis liberadas pelo substrato gerador de aerossol 20 passam através do elemento de refrigeração de aerossol 40 em direção à extremidade do bocal 70 do artigo gerador de aerossol 10. As substâncias voláteis podem esfriar dentro do elemento de refrigeração de aerossol 40 para formar um aerossol que é inalado pelo usuário. Na modalidade ilustrada na Figura 1, o elemento de refrigeração de aerossol compreende uma folha agrupada e frisada de ácido polilático circunscrita por um invólucro 60. A folha agrupada e frisada de ácido polilático define uma pluralidade de canais longitudinais que se estendem ao longo do comprimento do elemento de refrigeração de aerossol 40.

[00113] O bocal 50 está localizado imediatamente a jusante do elemento de refrigeração de aerossol 40 e se encosta no elemento de refrigeração de aerossol 40. Na modalidade ilustrada na Figura 1, a boca 50 compreende um filtro de fibra de acetato de celulose convencional de baixa eficiência de filtração.

[00114] A Figura 3 mostra um artigo gerador de aerossol 110 de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. O artigo gerador de aerossol 110 tem uma estrutura semelhante ao artigo gerador de aerossol 10 mostrado na Figura 1 e descrito acima, exceto que o envoltório 160 circunscrevendo o substrato gerador de aerossol 20 compreende um elemento de controle de calor 162 tendo uma estrutura diferente daquela descrita acima. Todos os outros componentes do artigo gerador de aerossol 110 são conforme descritos acima em relação ao artigo gerador de aerossol 10 mostrado na Figura 1 e os mesmos números de referência foram aplicados.

[00115] O elemento de controle de calor 162 do artigo gerador de aerossol 110 mostrado na Figura 3 compreende uma pluralidade de tiras diagonais 164 de um material termorretrátil na superfície interna do envoltório 160. As tiras diagonais 164 são substancialmente paralelas umas às outras e espaçadas umas das outras em uma direção longitudinal ao longo do envoltório 160. O elemento de controle de calor 162 cobre substancialmente toda a superfície interna do envoltório 160 e, portanto, se estende ao longo de todo o comprimento do substrato gerador de aerossol 20. Como na primeira modalidade, as tiras são formadas de um material termorretrátil com uma temperatura de contração de cerca de 200 graus Celsius. No artigo gerador de aerossol montado 110, com o invólucro 160 envolvendo o substrato gerador de aerossol 20, cada uma das tiras 164 de material termorretrátil forma uma banda diagonal 166 que circunscreve o substrato gerador de aerossol

20.

[00116] A Figura 4 mostra o artigo gerador de aerossol 110 após a ativação do elemento de controle de calor 162 e o encolhimento resultante das bandas diagonais 166. A ativação ocorre da mesma maneira conforme descrito acima em relação à primeira modalidade, com um efeito correspondente no RTD do artigo gerador de aerossol

110.

[00117] A Figura 5 mostra um artigo gerador de aerossol 210 de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção. O artigo gerador de aerossol 210 tem uma estrutura semelhante ao artigo gerador de aerossol 10 mostrado na Figura 1 e descrito acima, exceto que o envoltório 260 circunscrevendo o substrato gerador de aerossol 20 compreende um elemento de controle de calor 262 tendo uma estrutura diferente daquela descrita acima. Todos os outros componentes do artigo gerador de aerossol 210 são conforme descritos acima em relação ao artigo gerador de aerossol 10 mostrado na Figura 1 e os mesmos números de referência foram aplicados.

[00118] O elemento de controle de calor 262 do artigo gerador de aerossol 210 mostrado na Figura 5 compreende uma primeira tira 264 de um primeiro material termorretrátil e uma segunda tira 265 de um segundo material termorretrátil. A primeira tira 264 e a segunda tira 265 são fornecidas adjacentes uma à outra na superfície interna do invólucro 260, com um pequeno espaço entre elas. A primeira tira 264 e a segunda tira 265 têm substancialmente a mesma largura entre si e, em combinação, cobrem substancialmente toda a superfície interna do invólucro 260, além do espaço entre as tiras 264, 265. O primeiro material termorretrátil tem uma temperatura de contração diferente do segundo material termorretrátil.

[00119] No artigo gerador de aerossol montado 210, com o invólucro 260 envolvendo o substrato gerador de aerossol 20, a primeira 264 e a segunda 265 tiras de material termorretrátil formam a primeira 266 e a segunda 267 bandas de material termorretrátil, respectivamente, que circunscrevem o substrato gerador de aerossol 20.

[00120] A Figura 6 mostra o artigo gerador de aerossol 210 após a ativação do elemento de controle de calor 262 e aquecimento do elemento de controle de calor 262 a uma temperatura que está acima tanto da primeira temperatura de retração quanto da segunda temperatura de retração. Neste estágio, tanto a primeira 266 quanto a segunda 267 bandas de material termorretrátil se encolheram radialmente para causar deformação do substrato gerador de aerossol subjacente 20. A ativação ocorre de uma maneira semelhante à descrita acima em relação à primeira modalidade, com um efeito correspondente no RTD do artigo gerador de aerossol 210.

[00121] A Figura 7 ilustra uma porção de um sistema de geração de aerossol 300 compreendendo um dispositivo gerador de aerossol 310 e um artigo gerador de aerossol 10 de acordo com a primeira modalidade descrita acima e mostrada na Figura 1. Será apreciado que o dispositivo gerador de aerossol 310 pode ser usado em combinação com um artigo gerador de aerossol alternativo de acordo com a invenção, tal como qualquer uma das outras modalidades descritas acima e mostradas nas Figuras.

[00122] O dispositivo gerador de aerossol 310 compreende um elemento de aquecimento 320. Como mostrado na Figura 8, o elemento de aquecimento 320 é montado dentro de uma câmara de recepção de artigo de geração de aerossol do dispositivo gerador de aerossol 310. Em uso, o usuário insere o artigo gerador de aerossol 10 na câmara de recepção de artigo gerador de aerossol do dispositivo gerador de aerossol 310 de modo que o elemento de aquecimento 320 seja diretamente inserido no substrato gerador de aerossol 20 do artigo gerador de aerossol 10 conforme mostrado na Figura 8. Na modalidade mostrada na Figura 8, o elemento de aquecimento 320 do dispositivo gerador de aerossol 310 é uma lâmina de aquecedor.

[00123] O dispositivo gerador de aerossol 310 compreende uma fonte de alimentação e componentes eletrônicos (mostrados na Figura

3) que permitem que o elemento de aquecimento 320 seja acionado. Esse acionamento pode ser operado manualmente ou pode ocorrer automaticamente em resposta a um usuário tragando no artigo gerador de aerossol 10 inserido na câmara que recebe o artigo gerador de aerossol do dispositivo gerador de aerossol 310. Uma pluralidade de aberturas que são fornecidas no dispositivo gerador de aerossol para permitir que o ar flua para o artigo gerador de aerossol 10; a direção do fluxo de ar é ilustrada por setas na Figura 8.

[00124] O elemento de suporte 30 atua para resistir à força de penetração experimentada pelo artigo gerador de aerossol 10 durante a inserção do elemento de aquecimento 320 do dispositivo gerador de aerossol 310 no substrato gerador de aerossol 20. O elemento de suporte 30 resiste, assim, ao movimento a jusante do substrato gerador de aerossol 20 dentro do artigo gerador de aerossol 10 durante a inserção do elemento de aquecimento 320 do dispositivo gerador de aerossol 310 no substrato gerador de aerossol 20.

[00125] Uma vez que o elemento de aquecimento interno 320 é inserido no substrato gerador de aerossol 20 do artigo gerador de aerossol 10 e o elemento de aquecimento 320 é acionado, o substrato gerador de aerossol 20 do artigo gerador de aerossol 10 é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 350 graus Celsius pelo elemento de aquecimento 320 do dispositivo gerador de aerossol 310. A essa temperatura, os compostos voláteis são expandidos a partir do substrato gerador de aerossol 20 do artigo gerador de aerossol 10. Conforme um usuário traga na extremidade de boca 70 do artigo gerador de aerossol 10, os compostos voláteis expandidos do substrato gerador de aerossol 20 são tragados a jusante através do artigo gerador de aerossol 10 e se condensam para formar um aerossol que é tragado através do bocal 50 do artigo gerador de aerossol 10 para a boca do usuário.

[00126] Conforme o aerossol passa a jusante através do elemento de refrigeração de aerossol 40, a temperatura do aerossol é reduzida devido a transferência de energia térmica do aerossol para o elemento de refrigeração de aerossol 40. Quando o aerossol entra no elemento de refrigeração de aerossol 40, sua temperatura é de aproximadamente 60 graus Celsius. Devido ao resfriamento dentro do elemento de refrigeração de aerossol 40, a temperatura de aerossol que sai do elemento de refrigeração de aerossol é de aproximadamente 40 graus Celsius.

[00127] Na Figura 8, os componentes do dispositivo gerador de aerossol 310 são mostrados de uma maneira simplificada. Particularmente, os componentes do dispositivo gerador de aerossol 310 não são desenhados em escala na Figura 8. Componentes que não são relevantes para a compreensão da modalidade foram omitidos para simplificar a Figura 8.

[00128] Como mostrado na Figura 8, o dispositivo gerador de aerossol 310 compreende um alojamento 330. O elemento de aquecimento 320 é montado dentro de uma câmara de recepção de artigo geradora de aerossol dentro do compartimento 330. O artigo gerador de aerossol 10 (mostrado por linhas tracejadas na Figura 9) é inserido na câmara de recepção de artigo gerador de aerossol dentro do alojamento 330 do dispositivo gerador de aerossol 310 de modo que o elemento de aquecimento 320 seja inserido diretamente no gerador de aerossol substrato 20 do artigo gerador de aerossol 10.

[00129] Dentro do alojamento 330 há uma fonte de energia elétrica 340, por exemplo, uma bateria recarregável de íon de lítio. Um controlador 350 é conectado ao elemento de aquecimento 320, à fonte de energia elétrica 340 e a uma interface de usuário 360, por exemplo, um botão ou visor. O controlador 350 controla a energia fornecida ao elemento de aquecimento 320 a fim de regular sua temperatura.

[00130] Durante esta utilização normal dos artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção com o dispositivo gerador de aerossol compatível 310 mostrado nas Figuras 7 e 8, o elemento de controle de calor 62 dentro do invólucro 60 do substrato gerador de aerossol 20 do gerador de aerossol o artigo não foi afetado.

[00131] No caso dos artigos geradores de aerossol de acordo com a invenção serem usados com um dispositivo não compatível e superaquecidos acima de uma temperatura operacional máxima preferida, o elemento de controle de calor será ativado ao atingir a temperatura de encolhimento do material termorretrátil que forma a banda ou bandas do elemento de controle de calor. Conforme descrito acima em relação às modalidades separadas, após a ativação do elemento de controle de calor, as bandas de material termorretrátil radialmente encolhem em pelo menos 20 por cento, causando compressão significativa do substrato gerador de aerossol. O RTD do artigo gerador de aerossol aumenta a um nível em que o consumidor não é mais capaz de puxar o ar através do artigo gerador de aerossol. Após a ativação do elemento de controle de calor, o artigo gerador de aerossol não pode mais ser usado.

Claims (14)

REIVINDICAÇÕES

1. Artigo gerador de aerossol aquecido para uso com um dispositivo gerador de aerossol tendo um elemento de aquecimento, o artigo gerador de aerossol aquecido caracterizado pelo fato de que compreende: uma coluna de substrato gerador de aerossol; e um invólucro circunscrevendo pelo menos parcialmente a haste do substrato gerador de aerossol, o invólucro incluindo um elemento de controle de calor em pelo menos uma superfície do invólucro, o elemento de controle de calor incluindo uma ou mais bandas circunferenciais de um material termorretrátil, em que após aquecimento do material termorretrátil a uma temperatura acima da temperatura de encolhimento do mesmo, o raio interno de cada um de mais bandas circunferenciais do material termorretrátil é reduzido em pelo menos 20 por cento em comparação com o raio interno da respectiva banda circunferencial antes do aquecimento, pelo qual a porção do substrato gerador de aerossol subjacente ao elemento de controle de calor é deformada de modo que a resistência à tração (RTD) do artigo gerador de aerossol é aumentada, em que a temperatura de retração está entre cerca de 180 graus Celsius e cerca de 300 graus Celsius.

2. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ao aquecer uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil a uma temperatura acima da temperatura de retração do mesmo, a resistência à tração (RTD) do artigo gerador de aerossol é aumentada para acima de 130 mm H2O.

3. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a redução no raio interno de cada uma das uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil mediante aquecimento a uma temperatura acima da temperatura de encolhimento do material termorretrátil está em pelo menos 30 por cento em comparação com o raio interno da respectiva banda circunferencial antes do aquecimento.

4. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que cada uma das uma ou mais bandas circunferenciais compreende uma camada de um material termorretrátil na superfície interna do invólucro.

5. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada camada de material termorretrátil tem uma espessura radial de menos de 0,5 milímetro.

6. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle de calor se estende ao longo de pelo menos 75 por cento do comprimento da haste do substrato gerador de aerossol.

7. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle de calor cobre pelo menos 90 por cento da área de superfície externa da haste de substrato gerador de aerossol.

8. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle de calor compreende uma pluralidade de bandas circunferenciais espaçadas ao longo do comprimento da haste do substrato gerador de aerossol.

9. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle de calor compreende uma ou mais bandas circunferenciais de um primeiro material termorretrátil tendo uma primeira temperatura de contração e uma ou mais bandas circunferenciais de um segundo material termorretrátil tendo uma segunda temperatura de encolhimento superior à primeira temperatura de encolhimento.

10. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda temperatura de retração é pelo menos 30 graus Celsius mais alta do que a primeira temperatura de retração.

11. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma ou mais bandas circunferenciais se estendem diagonalmente em torno do substrato gerador de aerossol em relação ao eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol.

12. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que uma ou mais bandas circunferenciais de material termorretrátil são formadas a partir de um material selecionado dentre: polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno celulose de baixa densidade linear (LLDPE), poliolefina, resina de polietileno aprimorado (EPE) e suas combinações.

13. Artigo gerador de aerossol aquecido, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o material termorretrátil é configurado para atingir ou exceder a temperatura de encolhimento do material termorretrátil quando o substrato gerador de aerossol é aquecido internamente a uma temperatura acima de uma temperatura limite interna ou quando o substrato gerador de aerossol é aquecido externamente a uma temperatura acima de uma temperatura limite externa, em que a referida temperatura limite interna é de pelo menos cerca de 350 graus Celsius e em que a referida temperatura limite externa está abaixo de cerca de 200 graus Celsius.

14. Sistema gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende:

um artigo gerador de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores; e um dispositivo gerador de aerossol adaptado para receber o artigo gerador de aerossol, o dispositivo gerador de aerossol incluindo um elemento aquecedor configurado para aquecer a haste de material gerador de aerossol durante o uso, em que o elemento aquecedor é controlado durante o uso para operar abaixo de uma temperatura operacional máxima, em que o elemento de controle de calor do artigo gerador de aerossol é adaptado de modo que a temperatura de encolhimento do material termorretrátil não seja excedida durante o uso do sistema de geração de aerossol com o elemento aquecedor operando abaixo da temperatura operacional máxima.