ES2600171T3 - Artículo para fumar que incorpora un sustrato conductivo - Google Patents

Abstract

Un elemento de calentamiento resistivo que comprende: a. un sustrato (150) que comprende un material eléctricamente conductivo y por lo menos un aditivo carbonoso, en el que el sustrato (150) o una parte del mismo se carboniza; y b. un material precursor de aerosol combinado con el sustrato carbonizado (150); en el que el elemento de calentamiento resistivo tiene una resistencia eléctrica de alrededor de 15 ohmios o menos.

Description

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DESCRIPCION

Artfculo para fumar que incorpora un sustrato conductivo Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a artfculos de dispensacion de aerosol y usos de los mismos para producir componentes de tabaco u otros materiales de una forma inhalable. Los artfculos se pueden hacer o derivar de tabaco o de otro modo incorporar tabaco para consumo humano.

Antecedentes de la invencion

Se han propuesto muchos artfculos para fumar a traves de los anos como mejoras sobre o alternativas a, productos para fumar basados en quemar tabaco. Alternativas ejemplares han incluido dispositivos en los que se quema un combustible solido o lfquido para transferir calor al tabaco o en los que se usa una reaccion qmmica para proporcionar tal fuente de calor. Numerosas referencias han propuesto diversos artfculos para fumar de un tipo que genera vapor con sabor, aerosol visible o una mezcla de vapor con sabor y aerosol visible. Algunos de esos tipos propuestos de artfculos para fumar incluyen secciones tubulares o pasos de aire que se extienden longitudinalmente.

El punto de las mejoras o las alternativas a artfculos para fumar tfpicamente ha sido proporcionar las sensaciones asociadas con un cigarrillo, cigarro o fumar en pipa, sin dispensar cantidades considerables de productos de combustion y pirolisis incompleta. Para este fin, se han propuesto numerosos productos para fumar, generadores de sabor e inhaladores medicinales que utilizan energfa electrica para vaporizar o calentar un material volatil o intentar proporcionar las sensaciones del cigarrillo, cigarro o de fumar en pipa sin quemar tabaco.

Ejemplos generales de artfculos para fumar alternativos se describen en la Patente de EE.UU. N° 3.258.015 de Ellis et al.; la Patente de EE.UU. N° 3.356.094 de Ellis et al.; la Patente de EE.UU. N° 3.516.417 de Moses; la Patente de EE.UU. N° 4.347.855 de Lanzellotti et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.340.072 de Bolt et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.391.285 de Burnett el al.; la Patente de EE.UU. N° 4.917.121 a Riehl et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.924.886 de Litzinger; y la Patente de EE.UU. N° 5.060.676 de Hearn et al. Muchos otros tipos de artfculos para fumar han empleado una fuente de combustible inflamable que se quema para proporcionar un aerosol y/o calentar un material que forma aerosol. Ver, por ejemplo, los antecedentes de la tecnica citados en la Patente de EE.UU. N° 4.714.082 de Banerjee et al. y la Patente de EE.UU. N° 4.771.795 de White et al.

Ver, tambien, esos tipos de artfculos para fumar descritos en la Patente de EE.UU. N° 4.756.318 de Clearman et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.714.082 de Banerjee et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.771.795 de White et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.793.365 de Sensabaugh et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.917.128 de Clearman et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.961.438 de Korte; la Patente de EE.UU. N° 4.966.171 de Serrano et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.969.476 de Bale et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.991.606 de Serrano et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.020.548 de Farrier et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.033.483 de Clearman et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.040.551 de Schlatter et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.050.621 de Creighton et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.065.776 de Lawson; la Patente de EE.UU. N° 5.076.296 de Nystrom et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.076.297 de Farrel et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.099.861 de Clearman et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.105.835 de Drewett et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.105.837 de Barnes et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.115.820 de Hauser et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.148.821 de Best et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.159.940 de Hayward et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.178.167 de Riggs et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.183.062 de Clearman et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.211.684 de Shannon et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.240.014 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.240.016 de Nichols et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.345.955 de Clearman et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.551.451 de Riggs et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.595.577 de Bensalem et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.819.751 de Barnes et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.089.857 de Matsuura et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.095.152 de Beven et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.578.584 de Beven; y la Patente de EE.UU. N° 6.730.832 de Dominguez.

Ademas, ciertos tipos de cigarrillos que emplean elementos combustibles carbonosos se han comercializado comercialmente bajo los nombres de marca “Premier” y “Eclipse” por R.J. Reynolds Tobacco Company. Ver, por ejemplo, esos tipos de cigarrillos descritos en Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R.J. Reynols Tobacco Company Monograph (1988) and Inhalation Toxicology, 12:5, p. 1-58 (2000). Ver tambien la Publicacion de Patente de eE.uU. N° 2005/0274390 de Banerjee et al., la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2007/0215167 de Crooks et al., la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2010/0065075 de Banerjee et al. y la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2012/0042885 de Stone et al.

Ciertos productos de tabaco con forma de cigarrillo propuestos supuestamente emplean tabaco en una forma que no se pretende que sea quemado en ningun grado significativo. Ver, por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 4.836.225 de Sudoh; la Patente de EE.UU. N° 4.972.855 de Kuriyama et al.; y la Patente de EE.UU. N° 5.293.883 de Edwards.

Aun otros tipos de artfculos para fumar, tales como esos tipos de artfculos para fumar que generan vapores con sabor sometiendo el tabaco o tabacos procesados a calor producido a partir de fuentes de calor qrnmicas o electricas, se describen en la Patente de EE.UU. N° 4.848.374 de Chard et al.; las Patentes de EE.UU. N° 4.947.874

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y 4.947.875 de Brooks et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.060.671 de Counts et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.146.934 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.224.498 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.285.798 de Barnerjee et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.357.984 de Farrier et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.593.792 de Farrier et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.369.723 de Counts; la Patente de EE.UU. N° 5.692.525 de Counts et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.865.185 de Collins et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.878.752 de Adams et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.880.439 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.915.387 de Baggett et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.934.289 de Watkins et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.033.623 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.053.176 de Adams et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.164.287 de White; la Patente de EE.UU. N° 6.289.898 de Fournier et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.615.840 de Fournier et al.; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2003/0131859 de Li et al.; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2005/0016549 de Banerjee et al.; y la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2006/0185687 de Hearn et al.

Se han hecho ciertos intentos para dispensar vapores, pulverizadores o aerosoles, tales como los que poseen o incorporan sabores y/o nicotina. Ver por ejemplo, los tipos de dispositivos expuestos en las Patentes de EE.UU. N° 4.190.046 de Virag; 4.284.089 de Ray; 4.635.651 de Jacobs; 4.735.217 de Gerth et al.; 4.800.903 de Ray et al.; 5.388.574 de Ingebrethsen et al.; 5.799.663 de Gross et al.; 6.532.965 de Abhulimen et al.; y 6.598.607 de Adiga et al.; y la patente europea EP 1.618.803 de Hon; que se incorporan en la presente memoria por referencia en su totalidad. Ver tambien, la Patente de EE.UU. N° 7.117.867 de Cox et al. y los dispositivos expuestos en el sitio web,
www.e-cig.com.

Aun mas cigarrillos o artfculos para fumar representativos que se han descrito y, en algunos casos, se han puesto a disposicion comercialmente incluyen los descritos en la Patente de EE.UU. N° 4.922.901 de Brooks et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.249.586 de Morgan et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.388.594 de Counts et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.666.977 de Higgins et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.196.218 de Voges; la Patente de EE.UU. N° 6.810.883 de Felter et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.854.461 de Nichols; la Patente de EE.UU. N° 7.832.410 de Hon; la Patente de EE.UU. N° 7.513.253 de Kobayashi; la Patente de EE.UU. N° 7.726.320 de Robinson et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.896.006 de Hamano; la Patente de EE.UU. N° 6.772.756 de Shayan; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2009/0095311 de Hon; las Publicaciones de Patentes de EE.UU. N° 2006/0196518, 2009/0126745 y 2009/0188490 de Hon; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2009/0272379 de Thorens et al.; las Publicaciones de Patentes de EE.UU. N° 2009/0260641 y 2009/0260642 de Monsees et al.; las Publicaciones de Patentes de EE.UU. N° 2008/0149118 y 2010/0024834 de Oglesby et al; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2010/0307518 de Wang; y el documento Wo 2010/091593 de Hon. Aun mas ejemplos incluyen productos de cigarrillos electronicos disponibles comercialmente bajo los nombres ACCORD®; HEATBAR™; HYBRID CIGARETTE®, VEGAS™; E-GAR™; C- GARtm; E-MYSTICK™; IOLITE® Vaporizer, GREEN SMOKE®, BLU™ Cigs, WHITE CLOUD® Cirrus, V2CIGS™, SOUTH BEACH SMOKE™, SMOKETIP®, SMOKE STIK®, NJOY®, LUCI®, Royal Blues, SMART SMOKER®, SMOKE ASSIST®, Knight Sticks, GAMUCCI®, InnoVapor, SMOKING EVERYWHERE®, Crown 7, CHOICE™ NO.7TM, VAPORKING®, EPUFFER®, LOGIC™ ecig, VAPOR4LIFE®, NICOTEK®, METRO® y PREMIUM™.

Los artfculos para fumar que emplean materiales sustitutos del tabaco y artfculos para fumar que emplean fuentes de calor distintas de quemar relleno de corte de tabaco para producir vapores con sabor de tabaco o aerosoles visibles con sabor de tabaco no han recibido un exito comercial amplio. Los artfculos que producen el sabor y la sensacion de fumar mediante tabaco calentado electricamente particularmente han sufrido de liberacion inconsistente de sabores y otros materiales inhalables. Los dispositivos para fumar calentados electricamente se han limitado ademas en muchos casos al requisito de un dispositivo de calentamiento externo que era inconveniente y que iba en detrimento de la experiencia de fumar. Por consiguiente, puede ser deseable proporcionar un artfculo para fumar que pueda proporcionar las sensaciones de cigarrillo, cigarro o de fumar en pipa, que lo haga asf sin quemar tabaco, que lo haga asf sin la necesidad de una fuente de calor de combustion y que lo haga asf sin dispensar necesariamente considerables cantidades de productos de combustion y pirolisis incompleta.

Breve compendio de la invencion

La presente invencion proporciona artfculos que son utiles para dispensacion oral de materiales inhalables. Los artfculos particularmente comprenden un elemento de calentamiento resistivo formado de un sustrato conductivo en el que un material electricamente conductivo se forma mtegramente con un material portador que se puede recubrir o impregnar con materiales que se pueden vaporizar o hacer aerosol para inhalacion. El aerosol y/o vapor formado se puede inhalar de manera similar a la manera de fumar un cigarrillo convencional. De esta manera, el artfculo inventivo se puede referir particularmente como un artfculo para fumar.

En un aspecto, la invencion proporciona de esta manera un elemento de calentamiento resistivo. El elemento de calentamiento resistivo incluye beneficiosamente componentes suficientes de manera que el elemento de calentamiento resistivo funciona tanto como un elemento de calentamiento como un sustrato para retener un precursor de aerosol y otros materiales opcionales. Por ejemplo, el elemento de calentamiento resistivo puede comprender un sustrato que esta formado de un material electricamente conductivo y por lo menos un aditivo carbonoso. Preferiblemente, el sustrato o por lo menos parte del mismo, se carboniza (es decir, se ha sometido a condiciones de calcinacion, preferiblemente en una atmosfera inerte, a fin de aumentar el contenido de carbon relativo del sustrato). Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sustrato conductivo puede comprender una pluralidad de componentes que se combinan (por ejemplo, un nucleo envuelto por un material adicional o un material exterior

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que envuelve un nucleo, en el que solamente se carboniza uno del nucleo y el material envolvente exterior). El elemento de calentamiento resistivo ademas puede comprender un material precursor de aerosol asociado con el sustrato carbonizado. Beneficiosamente, tal elemento de calentamiento resistivo puede presentar una resistencia electrica que hace el material util para proporcionar calentamiento resistivo en respuesta a una corriente aplicada. Por ejemplo, el elemento de calentamiento resistivo puede presentar una resistencia electrica de alrededor de 25 ohmios o menor en algunas realizaciones. Mas preferiblemente, el elemento de calentamiento resistivo puede tener una resistencia electrica de alrededor de 10 ohmios o menor o la resistencia electrica puede estar en el intervalo de alrededor de 0,1 ohmios a alrededor de 10 ohmios. Debido a que el elemento de calentamiento resistivo esta formado de una combinacion de un sustrato y un material electricamente conductivo, un sustrato conductivo como se trata en la presente memoria se puede considerar que es un elemento de calentamiento resistivo.

Una variedad de materiales electricamente conductivos se pueden usar en el elemento de calentamiento resistivo. Por ejemplo, el material electricamente conductivo puede comprender grafito. En otras realizaciones, el material electricamente conductivo puede comprender un metal. El material electricamente conductivo espedficamente se puede usar en forma de partfculas.

El aditivo carbonoso del sustrato puede abarcar una variedad de materiales. Por ejemplo, el aditivo carbonoso puede comprender tabaco o un derivado del tabaco. En algunas realizaciones, el aditivo carbonoso puede comprender simplemente carbon elemental, tal como un carbon molido o un carbon activado. En realizaciones donde se usa carbon elemental, puede ser beneficioso incluir uno o mas aditivos carbonosos adicionales. Por ejemplo, el aditivo carbonoso puede comprender un aglutinante, que puede ser un polisacarido o un derivado del mismo. Mas particularmente, un aglutinante util puede comprender una goma, un material de celulosa o un derivado de la celulosa. Ejemplos no limitantes incluyen la goma guar, carboximetilcelulosa y combinaciones de los mismos. Tambien se pueden usar aglutinantes inorganicos.

El elemento de calentamiento resistivo particularmente se puede caracterizar en relacion a su estado carbonizado. Por ejemplo, el sustrato carbonizado puede tener una porosidad espedfica, como una porosidad de alrededor del 10% o mayor. El sustrato carbonizado del mismo modo se puede caracterizar en relacion con el contenido de carbon relativo del sustrato, como ya se senalo anteriormente. En realizaciones espedficas, el porcentaje en peso de carbon en el sustrato carbonizado con respecto al peso total del sustrato carbonizado puede exceder el porcentaje en peso de carbon en el sustrato no carbonizado con respecto al peso total del sustrato no carbonizado. Por ejemplo, el porcentaje en peso de carbon en el sustrato carbonizado puede exceder el porcentaje en peso de carbon en el sustrato no carbonizado en alrededor del 10% o mayor.

El material precursor de aerosol usado en el elemento de calentamiento resistivo puede comprender cualquier material que es volatilizable a temperaturas de trabajo tratadas en la presente memoria para formar un aerosol, vapor o similar adecuado para inhalacion por un consumidor. El material precursor de aerosol ademas puede comprender materiales que son adecuados para ser atrapados en un aerosol o vapor para inhalacion junto con el aerosol o vapor. En realizaciones espedficas, un material precursor de aerosol util puede ser un alcohol poliddrico, como la glicerina, glicol de propileno y combinaciones de los mismos. El material precursor de aerosol particularmente se puede combinar con una sustancia inhalable. En otras palabras, un material separado se puede dotar con el material precursor de aerosol sobre el sustrato (o bien como una mezcla o bien como aplicaciones separadas sobre el sustrato). Como tal, el aerosol formado bajo calentamiento puede incluir un contenido de la sustancia inhalable como resultado de ser hecha del mismo modo aerosol o ser llevada sustancialmente por el aerosol formado de otro modo. En ciertas realizaciones, la sustancia inhalable puede comprender un medicamento y, espedficamente, puede comprender nicotina. En algunas realizaciones, la sustancia inhalable puede comprender un componente de tabaco o un material derivado del tabaco. Por ejemplo, el material precursor de aerosol puede estar suspension con tabaco, un componente de tabaco o un material derivado del tabaco. Aun mas, el material precursor de aerosol se puede combinar con un saborizante. El material precursor de aerosol se puede aplicar al sustrato carbonizado por cualquier medio adecuado. En ciertas realizaciones, el material precursor de aerosol se puede recubrir en, absorber por o absorber en el sustrato carbonizado.

Ademas de lo anterior, el elemento de calentamiento resistivo puede asumir una variedad de combinaciones espedficas de materiales. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, el elemento de calentamiento resistivo puede estar formado de 1) un sustrato que comprende: un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consta de grafito, partfculas de metal y combinaciones de los mismos; carbon molido; tabaco y por lo menos un polisacarido; en el que el sustrato esta carbonizado; y 2) un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el sustrato carbonizado. Preferiblemente, tal elemento de calentamiento resistivo tiene una resistencia electrica de alrededor de 15 ohmios o menor. Como otro ejemplo, el elemento de calentamiento resistivo puede estar formado de 1) un sustrato que comprende: un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consta de grafito, padculas de metal y combinaciones de los mismos; y por lo menos un polisacarido; en el que el sustrato esta carbonizado; y 2) un material precursor de aerosol asociado con el sustrato carbonizado, el material precursor de aerosol que comprende un alcohol poliddrico y una sustancia inhalable. De nuevo, tal elemento de calentamiento resistivo preferentemente tiene una resistencia electrica de alrededor de 15 ohmios o menor.

El elemento de calentamiento resistivo puede asumir una variedad de formas y dimensiones ffsicas. En ciertas realizaciones, el elemento de calentamiento puede ser alargado y puede tener una longitud de alrededor de 5 mm a

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alrededor de 40 mm. Mas particularmente, el elemento de calentamiento puede ser sustancialmente en forma de varilla y puede, por ejemplo, tener un diametro de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 5 mm. En algunas realizaciones, el elemento de calentamiento resistivo puede ser alargado y tener una geometna de seccion transversal no uniforme. En realizaciones alternativas, el elemento de calentamiento resistivo puede estar formado de un material electricamente conductivo proporcionado como un nucleo que esta rodeado sustancialmente por un material formado de un aditivo carbonoso. Del mismo modo, el elemento de calentamiento resistivo se puede formar de manera que el material electricamente conductivo esta en forma de una envoltura que rodea sustancialmente un nucleo que comprende por lo menos un aditivo carbonoso. En algunas realizaciones, el sustrato del elemento de calentamiento resistivo se puede caracterizar como un material extruido. Alternativamente, el sustrato puede estar en una forma no extruida. Por ejemplo, el sustrato puede estar sustancialmente granulado o en partfculas. El sustrato tambien puede estar tambien en forma de una lamina, que puede ser particularmente una lamina enrollada. El substrato puede estar ademas sustancialmente en forma de pastilla en que esta aplanado con una longitud, anchura y espesor definidos (por ejemplo, el espesor que es menor que uno o ambos de la anchura y el espesor). El sustrato tambien puede ser sustancialmente en forma de disco. En algunas realizaciones, el sustrato conductivo se puede proporcionar en conexion con un marco de soporte de sustrato. Por ejemplo, el sustrato puede estar suspendido sustancialmente dentro del marco de soporte o el sustrato se puede depositar sobre el marco de soporte. En realizaciones ejemplares, el marco de soporte de sustrato puede tener una seccion transversal que incluye una porcion lineal (por ejemplo, una lmea recta, una forma en X, una forma en Y o similares). Por otra parte, el marco de soporte puede incluir un componente que forma una conexion electrica con una fuente de alimentacion.

Como se senalo anteriormente, el elemento de calentamiento resistivo es particularmente util como un componente de un artfculo para fumar. Como tal, en otro aspecto, la invencion puede proporcionar artfculos para fumar. En una realizacion, un artfculo para fumar segun la invencion puede comprender generalmente un elemento de calentamiento resistivo como se describe de otro modo en la presente memoria en conexion electrica con una fuente de alimentacion electrica. En realizaciones particulares, el elemento de calentamiento resistivo y la fuente de alimentacion electrica se pueden conectar de forma desmontable. Por ejemplo, el elemento de calentamiento resistivo se puede alojar en una primera carcasa que esta unida de manera desmontable a una segunda carcasa que aloja la fuente de alimentacion electrica. Cada carcasa puede incluir por separado componentes adicionales para facilitar la conexion electrica.

La fuente de alimentacion electrica del artfculo para fumar puede abarcar cualquier fuente de alimentacion que proporcione suficiente energfa electrica para calentar el elemento de calentamiento resistivo para formar un aerosol y se puede, por ejemplo, seleccionar del grupo que consiste en una batena, un condensador y combinaciones de los mismos. El artfculo para fumar tambien puede incluir una variedad de medios para cargar o recargar la fuente de alimentacion electrica.

El artfculo para fumar ademas puede comprender un componente de control que acciona un flujo de corriente desde la fuente de alimentacion electrica al elemento de calentamiento resistivo. Por ejemplo, tal componente puede comprender un sensor activado por calada, un pulsador, un sensor capacitivo o similares o alguna combinacion de tales componentes. Del mismo modo, el artfculo para fumar puede comprender un componente que regula un flujo de corriente previamente iniciada a partir de la fuente de alimentacion electrica al elemento de calentamiento resistivo. Por ejemplo, el componente regulador de corriente puede ser un componente basado en el tiempo. En realizaciones espedficas, el componente de regulacion de corriente puede ser funcional para detener la corriente al elemento de calentamiento resistivo una vez que se ha alcanzado una temperatura definida. En otras realizaciones, el componente de regulacion de corriente puede funcionar para hacer un ciclo de la corriente para encender y apagar el elemento de calentamiento resistivo una vez se haya alcanzado una temperatura definida con el fin de mantener la temperatura definida durante un penodo de tiempo definido. Mas espedficamente, el componente de regulacion de corriente puede hacer un ciclo de la corriente para encender y apagar el elemento de calentamiento resistivo para mantener una primera temperatura que este por debajo de una temperatura de formacion de aerosol y permitir un flujo de corriente aumentado en respuesta a un componente de control de accionamiento de corriente a fin de lograr una segunda temperatura que sea mayor que la primera temperatura y que es una temperatura de formacion de aerosol. Como realizaciones ejemplares, tal primera temperatura pueden ser de alrededor de 50°C a alrededor 110°C y tal segunda temperatura puede ser de alrededor de 120°C a alrededor de 300°C. En realizaciones adicionales, un artfculo para fumar segun la invencion puede comprender una pluralidad de componentes de control, incluyendo un componente de control autonomo, un componente de control integral con una batena, un componente de control integral con un sensor o similares.

Como ya se senalo anteriormente, un artfculo para fumar segun la invencion puede comprender una pluralidad de unidades que son acoplables y desacoplables unas de otras. En ciertas realizaciones, un artfculo para fumar puede comprender de esta manera una primera unidad que es acoplable y desacoplable con una segunda unidad, la primera unidad que comprende el elemento de calentamiento resistivo y la segunda unidad que comprende la fuente de alimentacion electrica. La segunda unidad puede comprender ademas uno o mas componentes de control que accionan o regulan el flujo de corriente desde la fuente de alimentacion electrica. Por otra parte, la primera unidad puede comprender un extremo distal que se acopla a la segunda unidad y en un extremo opuesto, proximo (es decir, una boquilla) con una apertura en un extremo proximo de la misma. Dicha primera unidad puede incluir una embocadura opcional que puede unirse a la boquilla y puede tener la forma que se desee. Aun mas, la primera unidad puede comprender una trayectoria de flujo de aire que proporciona el paso de aerosol formado a partir del

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elemento de calentamiento resistivo fuera de la boquilla de la primera unidad. En realizaciones espedficas, la primera unidad puede ser desechable.

En realizaciones adicionales, el artfculo para fumar puede estar formado de una unica carcasa, que puede incluir opcionalmente una boquilla desmontable. En tales realizaciones, se puede usar un elemento de calentamiento resistivo extrafble y reemplazable y se puede insertar y retirar a traves de la boquilla desmontable. En tales realizaciones, puede ser util para el elemento de calentamiento resistivo incluir un marco de soporte de sustrato.

En otro aspecto, la invencion puede proporcionar un kit para acomodar un artfculo para fumar o componentes del mismo. En ciertas realizaciones, un kit segun la invencion puede comprender un estuche que acomoda uno o mas componentes del kit adicionales; una o mas unidades desechables para su uso con un artfculo para fumar reutilizable, la unidad desechable que comprende un cuerpo de cartucho con un extremo distal configurado para acoplarse a un componente de un artfculo para fumar reutilizable y un extremo opuesto, proximo que incluye una embocadura con una apertura en un extremo proximo de la misma, cada una de la una o mas unidades desechables que comprende un elemento de calentamiento resistivo como se trata de otro modo en la presente memoria dispuesto dentro del cuerpo del cartucho; y opcionalmente uno o mas componentes seleccionados del grupo que consiste en una unidad de control reutilizable, una batena y un componente de carga. Mas espedficamente, la unidad de control reutilizable en un kit segun la invencion puede comprender: un alojamiento de control que incluye un extremo de acoplamiento para acoplar el extremo distal del cuerpo del cartucho de la unidad desechable; una fuente de alimentacion electrica dispuesta dentro del alojamiento de control; y uno o mas componentes de control dispuestos dentro del alojamiento de control, el uno o mas componentes de control que se configuran para accionar o regular el flujo de corriente desde la fuente de alimentacion electrica.

En otro aspecto, la invencion proporciona ademas metodos de preparacion de un elemento de calentamiento resistivo como se describe en la presente memoria, tal elemento de calentamiento resistivo particularmente que esta configurado para su uso en un artfculo para fumar. En ciertas realizaciones, un metodo de preparacion de un elemento de calentamiento resistivo puede comprender combinar un material electricamente conductivo con por lo menos un aditivo carbonoso para formar un sustrato intermedio, calentando el sustrato intermedio durante un periodo de tiempo definido a una temperatura de alrededor de 200°C o mayor para formar un sustrato carbonizado y combinar un material precursor de aerosol con el sustrato carbonizado para formar el elemento de calentamiento resistivo.

En realizaciones particulares, el paso de combinar los materiales puede comprender la mezcla durante un tiempo definido, tal como un tiempo de alrededor de 5 minutos o mayor. La mezcla tambien puede comprender anadir un lfquido de manera que el sustrato intermedio tenga un contenido de humedad de alrededor de 15% o mayor.

Despues de combinar los materiales, el metodo tambien puede comprender formar el sustrato intermedio en una forma definida. Por ejemplo, el paso de formacion puede comprender la extrusion del sustrato intermedio para formar un material extruido. De manera mas general, el paso de formacion puede comprender formar el sustrato intermedio de una forma alargada. El sustrato alargado entonces se puede procesar en longitudes definidas, tales como una longitud de alrededor de 2,5 mm a alrededor de 60 mm. El paso de formacion tambien se puede caracterizar como que forma el sustrato intermedio en una forma que es sustancialmente como se describe de otro modo en la presente memoria en relacion con la naturaleza del elemento de calentamiento resistivo en sf mismo. Por ejemplo, el metodo puede comprender cualquiera de los siguientes: formar el sustrato intermedio de una forma que es alargada y tiene una geometna de seccion transversal no uniforme; formar el sustrato en forma de granulos; formar el sustrato como una lamina; enrollar una lamina formada; proporcionar el material electricamente conductivo en forma de un nucleo que esta rodeado sustancialmente por al menos un aditivo carbonoso; y proporcionar el material electricamente conductivo en forma de una envoltura que rodea sustancialmente un nucleo que comprende por lo menos un aditivo carbonoso.

El calentamiento del sustrato intermedio se puede llevar a cabo en cualquier aparato adecuado, tal como un horno de vado o un horno de mufla. El calentamiento - por ejemplo, calcinacion - a una temperatura aumentada puede ser util para mejorar la resistencia del material. Puede ser preferible que la temperatura de calcinacion sea de alrededor de 200°C a alrededor de 1.200°C, de alrededor de 250°C a alrededor de 1.000°C o de alrededor de 300°C a alrededor de 900°C. En algunas realizaciones, puede ser preferible que el calentamiento sea llevado a cabo en una atmosfera inerte, tal como bajo una atmosfera de nitrogeno.

Se puede utilizar cualquier metodo util para asociar el material precursor de aerosol con el sustrato carbonizado. Por ejemplo, el paso de asociacion puede comprender recubrir, adsorber o absorber el material precursor de aerosol sobre o dentro del sustrato carbonizado.

En algunas realizaciones, un metodo de formacion de un elemento de calentamiento resistivo puede incluir fijar el elemento de calentamiento resistivo a un marco de soporte. Por ejemplo, el elemento de calentamiento resistivo se puede suspender sustancialmente dentro del marco de soporte o el elemento de calentamiento resistivo se puede depositar sobre una superficie del marco de soporte.

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Aun en otro aspecto, la invencion abarca metodos de formacion de un aerosol. En ciertas realizaciones, un metodo de formacion de un aerosol puede comprender la colocacion de un elemento de calentamiento resistivo como se describe de otro modo en la presente memoria en conexion electrica con una fuente de alimentacion electrica. Por ejemplo, la fuente de alimentacion electrica puede ser un artmulo para fumar electronico.

Breve descripcion de las figuras

Habiendo descrito de esta manera la invencion en los terminos generales precedentes, ahora se hara referencia a los dibujos anexos, que no estan necesariamente dibujados a escala y en donde:

la FIG. 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un artmulo para fumar segun la invencion, en el que una parte de la carcasa exterior del artmulo esta cortada para revelar los componentes interiores de la misma;

la FIG. 2 es una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un artmulo para fumar segun la invencion, en el que el artmulo comprende un cuerpo de control y un cartucho que son acoplables y desmontables del mismo;

la FIG. 3 es una seccion transversal longitudinal de un artmulo para fumar segun un ejemplo de realizacion de la invencion;

la FIG. 4a es una seccion transversal a lo largo de la lmea 4 de la FIG. 3 que muestra un ejemplo de realizacion de los medios para la colocacion de un elemento de calentamiento resistivo dentro de un cartucho segun la invencion;

la FIG. 4b es una seccion transversal a lo largo de la lmea 4 de la FIG. 3 que muestra un ejemplo alternativo de realizacion de los medios para la colocacion de un elemento de calentamiento resistivo dentro de un cartucho segun la invencion;

la FIG. 5a hasta la FIG. 5f son secciones transversales de un cartucho que ilustran realizaciones ejemplares de un sustrato conductivo unico, unitario o una pluralidad de sustratos conductivos individuales proporcionados dentro del cartucho;

la FIG. 5g es una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un cartucho para un artmulo para fumar segun la invencion, en el que una parte de la carcasa exterior del cartucho esta cortada para revelar una pluralidad de sustratos conductivos individuales dispuestos en serie dentro del cartucho;

la FIG. 6 es una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un artmulo para fumar segun la invencion, en el que el artmulo comprende una pluralidad de componentes permanentes en el mismo y una cavidad para recibir un sustrato conductivo desmontable y reemplazable;

la FIG. 7a ilustra una realizacion ejemplar de un sustrato conductivo dentro de un marco de soporte de sustrato que facilita la insercion y retirada del sustrato conductivo dentro y desde un artmulo para fumar segun la invencion;

la FIG. 7b ilustra una realizacion ejemplar de una pluralidad de sustratos conductivos dentro de un marco de soporte de sustrato que facilita la insercion y la retirada de los sustratos conductivos dentro y desde un artmulo para fumar segun la invencion;

la FIG. 7c es una sesion transversal de un artmulo para fumar segun una realizacion ejemplar que ilustra un sustrato conductivo y marco de soporte de sustrato combinados insertados en una cavidad en el artmulo para fumar;

la FIG. 7d ilustra una realizacion ejemplar de una pluralidad de pastillas de sustratos conductivos colocadas sobre un marco de soporte de sustrato que facilita la insercion y la retirada del sustrato conductivo dentro y desde de un artmulo para fumar segun la invencion;

la FIG. 7e es una seccion transversal de un artmulo para fumar segun una realizacion ejemplar que ilustra un sustrato conductivo y un marco de soporte de sustrato combinados insertados en una cavidad del artmulo para fumar;

la FIG. 7f es una vista parcial en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un artmulo para fumar segun la invencion que tiene parcialmente insertado en una cavidad dentro del mismo un sustrato conductivo y un marco de soporte de sustrato combinados segun una realizacion de la invencion; y

la FIG. 7g es una seccion transversal de un artmulo para fumar segun una realizacion ejemplar que ilustra un sustrato conductivo y un marco de soporte de sustrato combinados insertados en una cavidad en el artmulo para fumar.

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Descripcion detallada de la invencion

La presente invencion se describira ahora mas completamente en lo sucesivo con referencia a realizaciones ejemplares de la misma. Estas realizaciones ejemplares se describen de manera que esta descripcion sera minuciosa y completa y transmitira completamente el alcance de la invencion a los expertos en la tecnica. En realidad, la invencion se puede incorporar de muchas formas diferentes y no se debena interpretar como limitada a las realizaciones expuestas en la presente memoria; mas bien, estas realizaciones se proporcionan de manera que esta descripcion satisfaga los requisitos legales aplicables. Como se usa en la especificacion y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular “un”, “una”, “el”, “la”, incluyen los referentes plurales a menos que el contexto lo indique claramente de otro modo.

El presente invencion proporciona arffculos que usan energfa electrica para calentar un material (preferiblemente sin quemar el material en ningun grado significativo) para formar una sustancia inhalable, los arffculos que son suficientemente compactos para ser considerados dispositivos “de mano”. En ciertas realizaciones, los arffculos particularmente se pueden caracterizar como arffculos para fumar. Como se usa en la presente memoria, el termino se pretende que signifique un arffculo que proporciona el sabor y/o la sensacion (por ejemplo, sensacion tactil o sensacion en la boca) de fumar un cigarrillo, cigarro o pipa sin combustion sustancial de ningun componente del arffculo. El termino arffculo para fumar no necesariamente indica que, en funcionamiento, el arffculo produzca humo en el sentido del subproducto de la combustion o pirolisis. Mas bien, fumar se refiere a la accion ffsica de un individuo en el uso del arffculo - por ejemplo, sostener el arffculo, aspirar sobre un extremo del arffculo e inhalar desde el arffculo. En realizaciones adicionales, los arffculos inventivos se pueden caracterizar como que son arffculos que producen vapor, arffculos que forman aerosol o arffculos de administracion de medicamentos. De esta manera, los arffculos se pueden disponer a fin de proporcionar una o mas sustancias en un estado inhalable. En otras realizaciones, la sustancia inhalable puede estar sustancialmente en forma de un vapor (es decir, una sustancia que esta en la fase de gas a una temperatura menor que su punto cntico). En otras realizaciones, la sustancia inhalable puede estar en forma de un aerosol (es decir, una suspension de parffculas solidas finas o gotitas liquidas en un gas). La forma ffsica de la sustancia inhalable no esta necesariamente limitada por la naturaleza de los arffculos inventivos sino que mas bien puede depender de la naturaleza del medio y la sustancia inhalable en sf misma en cuanto a si existe en un estado de vapor o un estado de aerosol. En algunas realizaciones, los terminos pueden ser intercambiables. De esta manera, por simplicidad, los terminos que se usan para describir la invencion se entiende que son intercambiables a menos que se indique de otro modo.

En un aspecto, la presente invencion proporciona un arffculo para fumar. El arffculo para fumar generalmente puede incluir un numero de componentes proporcionados dentro de un cuerpo alargado, que puede ser una carcasa unica, unitaria o que puede estar formado de dos o mas piezas separables. Por ejemplo, un arffculo para fumar segun una realizacion puede comprender una carcasa (es decir, el cuerpo alargado) que puede ser sustancialmente tubular en forma, tal como asemejar a la forma de un cigarrillo o cigarro convencional. Dentro de la carcasa pueden residir todos los componentes del arffculo para fumar. En otras realizaciones, un arffculo para fumar puede comprender dos carcasas que estan unidas y son separables. Por ejemplo, un cuerpo de control puede comprender una carcasa que contiene uno o mas componentes reutilizables y que tiene un extremo que se une de forma desmontable a un cartucho. El cartucho puede comprender una carcasa que contiene uno o mas componentes desechables y que tiene un extremo que se une de manera desmontable al cuerpo de control. Disposiciones mas espedficas de componentes dentro de la carcasa unica o dentro del cuerpo de control separable y el cartucho son evidentes a la luz de la descripcion adicional proporcionada en la presente memoria.

Arffculos para fumar utiles segun la invencion particularmente pueden comprender alguna combinacion de una fuente de alimentacion (es decir, una fuente de alimentacion electrica), uno o mas componentes de control (por ejemplo, para controlar/accionar/regular el flujo de potencia desde la fuente de alimentacion a uno o mas componentes adicionales del arffculo), un componente de calentamiento y un componente de generacion de aerosol. El arffculo para fumar puede incluir ademas una trayectoria de flujo de aire definida a traves del arffculo de manera que el aerosol generado por el arffculo se puede retirar del mismo por un usuario aspirando sobre el arffculo. La alineacion de los componentes dentro del arffculo puede variar. En realizaciones espedficas, el componente de generacion de aerosol se puede situar cerca de un extremo del arffculo que es proximal a la boca de un usuario a fin de maximizar la administracion de aerosol al usuario. No se excluyen, no obstante, otras configuraciones. Generalmente, el componente calentador se puede colocar suficientemente cerca de ese componente de generacion de aerosol de manera que el calor desde el componente calentador pueda volatilizar un material precursor de aerosol llevado por el material de generacion de aerosol (asf como uno o mas saborizantes, medicamentos o similares que se pueden proporcionar del mismo modo para la dispensacion al usuario) y formar un aerosol para la dispensacion al usuario. Cuando el elemento de calentamiento calienta el componente de generacion de aerosol, un aerosol (solo o que incluye una sustancia inhalable adicional) se forma, libera o genera en una forma ffsica adecuada para inhalacion por un consumidor. Se debena senalar que los terminos precedentes estan destinados a ser intercambiables de manera que la referencia a liberar, que libera, libera o liberado incluyen formar o generar, que forma o que genera, forma o genera y formado o generado. Espedficamente, una sustancia inhalable se libera en forma de vapor o aerosol o una mezcla de los mismos.

Un arffculo para fumar segun la invencion generalmente puede incluir una fuente de alimentacion electrica (o fuente de alimentacion electrica) para proporcionar un flujo de corriente suficiente para proporcionar diversas

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funcionalidades al artfculo, tales como calentamiento resistivo, alimentacion de indicadores y similares. La fuente de alimentacion para el artfculo para fumar inventivo puede asumir diversas realizaciones. Preferiblemente, la fuente de alimentacion es capaz de entregar potencia suficiente para calentar rapidamente el elemento de calentamiento para proporcionar la formacion de aerosol y alimentar el artfculo a traves de su uso durante la duracion del tiempo deseada. La fuente de alimentacion preferiblemente esta dimensionada para encajar comodamente dentro del artfculo. Ejemplos de fuentes de alimentacion utiles incluyen batenas de ion litio que preferiblemente son recargables (por ejemplo, una batena de dioxido de litio-manganeso recargable). En particular, se pueden usar batenas de polfmero de litio ya que tales batenas pueden proporcionar una mayor seguridad. Otros tipos de batenas - por ejemplo, N50-AAA CADNICA de celdas de mquel-cadmio - tambien se pueden usar. Incluso ejemplos adicionales de batenas que se pueden usar segun la invencion se describen en Solicitud de Publicacion de EE.UU. N° 2010/0028766.

Se pueden usar en ciertas realizaciones de la invencion batenas de pelfcula delgada. Cualquiera de estas batenas o combinaciones de las mismas se pueden usar en la fuente de alimentacion, pero se prefieren batenas recargables debido a consideraciones de coste y eliminacion de desechos asociadas con las batenas desechables. En realizaciones en las que se proporcionan batenas desechables, el artfculo para fumar puede incluir acceso para la retirada y sustitucion de la batena. Alternativamente, en realizaciones donde se usan batenas recargables, el artfculo para fumar puede comprender contactos de carga, para la interaccion con los contactos correspondientes en una unidad de recarga convencional que derivan energfa desde una toma de pared de AC estandar de 120 voltios u otras fuentes tales como un sistema electrico de automovil o una fuente de alimentacion portatil separada, incluyendo conexiones USB. Los medios para recargar la batena se pueden proporcionar en una caja de carga portatil que puede incluir, por ejemplo, una unidad de batena relativamente mayor que pueda proporcionar multiples cargas para las batenas relativamente menores presentes en el artfculo para fumar. El artfculo ademas puede incluir componentes para proporcionar un sistema de recarga inductiva sin contacto de manera que el artfculo se pueda cargar sin ser conectado ffsicamente a una fuente de alimentacion externa. De esta manera, el artfculo puede incluir componentes para facilitar la transferencia de energfa de un campo electromagnetico a la batena recargable dentro del artfculo.

En realizaciones adicionales, la fuente de alimentacion tambien puede comprender un condensador. Los condensadores son capaces de descargar mas rapidamente que las batenas y se pueden cargar entre bocanadas, permitiendo que la batena se descargue en el condensador a una tasa menor que si fueran usadas para alimentar el elemento de calentamiento directamente. Por ejemplo, un supercondensador - es decir, un condensador de doble capa electrica (EDLC) - se puede usar separado de o en combinacion con una batena. Cuando se usa solo, el supercondensador se puede recargar antes de cada uso del artfculo. De esta manera, la invencion tambien puede incluir un componente cargador que se puede acoplar al artfculo para fumar entre usos para reaprovisionar el supercondensador.

El artfculo para fumar puede incluir ademas una variedad de software de gestion de potencia, hardware y/u otros componentes de control electronicos. Por ejemplo, tal software, hardware y/o controles electronicos pueden incluir llevar a cabo la carga de la batena, detectar el estado de carga de la batena, realizar operaciones de ahorro de energfa, evitar la descarga no intencionada o sobredescarga de la batena o similares.

Un “controlador” o “componente de control” segun la presente invencion puede abarcar una variedad de elementos utiles en el presente artfculo para fumar. Por otra parte, un artfculo para fumar segun la invencion puede incluir uno, dos o incluso mas componentes de control que se pueden combinar en un elemento unitario o que pueden estar presentes en las ubicaciones separadas dentro del artfculo para fumar y los componentes de control individuales se pueden utilizar para la llevar a cabo diferentes aspectos de control. Por ejemplo, un artfculo para fumar puede incluir un componente de control que es integral a o se combina de otro modo con una batena para controlar la descarga de potencia de la batena. El artfculo para fumar puede incluir por separado un componente de control que controle otros aspectos del artroulo. Alternativamente, se puede proporcionar un unico controlador que lleve a cabo multiples aspectos de control o todos los aspectos de control del artroulo. Del mismo modo, un sensor (por ejemplo, un sensor de bocanada) usado en el artroulo puede incluir un componente de control que controla el accionamiento de la descarga de potencia de la fuente de alimentacion en respuesta a un esrtmulo. El artroulo para fumar puede incluir por separado un componente de control que controla otros aspectos del artroulo. Alternativamente, un unico controlador se puede proporcionar en o de otro modo asociado con el sensor para llevar a cabo multiples aspectos de control o todos los aspectos de control del artroulo. De esta manera, se puede ver que una variedad de combinaciones de controladores se puede combinar en el presente artroulo para fumar para proporcionar el nivel deseado de control de todos los aspectos del dispositivo.

El artroulo para fumar tambien puede comprender uno o mas componentes del controlador utiles para controlar el flujo de energfa electrica desde la fuente de alimentacion a componentes adicionales del artroulo, tales como un elemento de calentamiento resistivo. Espedficamente, el artroulo puede comprender un componente de control que acciona el flujo de corriente desde la fuente de alimentacion, tal como al elemento de calentamiento resistivo. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el artroulo puede incluir un pulsador que se puede vincular a un circuito de control para el control manual del flujo de potencia. Por ejemplo, un consumidor puede usar el pulsador para encender el artroulo y/o accionar el flujo de corriente al elemento de calentamiento resistivo. Se pueden proporcionar multiples botones para el funcionamiento manual del encendido y apagado del artroulo y para activar el calentamiento para la

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generacion del aerosol. Uno o mas pulsadores presentes pueden estar sustancialmente al mismo nivel con una superficie exterior del artfculo para fumar.

En lugar (o ademas) del pulsador, el artfculo inventivo puede incluir uno o mas componentes de control sensibles a la aspiracion del consumidor sobre el artfculo (es decir, calentamiento accionado por bocanada). Por ejemplo, el artfculo puede incluir un conmutador que es sensible o bien a cambios de presion o bien a cambios del flujo de aire a medida que el consumidor aspira sobre el artfculo (es decir, un conmutador accionado por bocanada). Otros mecanismos de accionamiento/desactivacion de corriente adecuados pueden incluir un conmutador de encendido/apagado accionado por temperatura o un conmutador accionado por presion labial. Un mecanismo ejemplar que puede proporcionar tales capacidades de accionamiento por bocanada incluye un sensor de silicio Modelo 163PC01D36, fabricado por la division MicroSwitch de Honeywell, Inc., Freeport, Illinois. Con tal sensor, el elemento de calentamiento resistivo se puede activar rapidamente por un cambio de presion cuando el consumidor aspira sobre el artfculo. Ademas, dispositivos de detencion de flujo, tales como los que usan principios de anemometna de hilo caliente, se pueden usar para hacer la excitacion del elemento de calentamiento resistivo de manera suficientemente rapida despues de detectar un cambio en el flujo de aire. Un conmutador accionado por bocanada adicional que se puede usar es un conmutador diferencial de presion, tal como el Modelo N° MPL-502-V, rango A, de Micro Pneumatic Logic, Inc., Fort Lauderdale, Florida. Otro mecanismo accionado por bocanada adecuado es un transductor de presion sensible (por ejemplo, equipado con un amplificador o etapa de ganancia) que a su vez se acopla con un comparador para detectar una presion umbral predeterminada. Aun otro mecanismo accionado por bocanada adecuado es una paleta que se desvfa por el flujo de aire, el movimiento de cuya paleta se detecta por un medio de deteccion de movimiento. Aun otro mecanismo de accionamiento adecuado es un conmutador piezoelectrico. Tambien es util un sensor de flujo de aire Honeywell MicroSwitch Microbridge adecuadamente conectado, Referencia AWM 2100V de la MicroSwitch Division de Honeywell, Inc., Freeport, Illinois. Ejemplos adicionales de conmutadores electricos operados por demanda que se pueden emplear en un circuito de calentamiento segun la presente invencion se describen en Patente de EE.Uu. N° 4.735.217 de Gerth et al.

Otros conmutadores diferenciales, sensores de presion analogicos, sensores de tasa de flujo o similares, adecuados, seran evidentes para los expertos en la tecnica con el conocimiento de la presente descripcion. Un tubo de deteccion de presion u otro paso que proporciona conexion de fluido entre el conmutador accionado por bocanada y un paso de flujo de aire dentro del artfculo para fumar se puede incluir de manera que los cambios de presion durante la aspiracion sean facilmente identificados por el conmutador.

Se pueden incorporar en el dispositivo componentes de deteccion capacitiva en particular de una variedad de maneras para permitir diversos tipos de “activacion” y/o “desactivacion” de uno o mas componentes del dispositivo. La deteccion capacitiva puede incluir el uso de cualquier sensor que incorpora tecnologfa basada en acoplamiento capacitivo incluyendo, pero no limitada a, sensores que detectan y/o miden proximidad, posicion o desplazamiento, humedad, nivel de fluido, presion o aceleracion. La deteccion capacitiva puede surgir de componentes electronicos que proporcionan capacitancia de superficie, capacitancia proyectada, capacitancia mutua o auto capacitancia. Los sensores capacitivos generalmente pueden detectar cualquier cosa que sea conductiva o tenga un dielectrico diferente al de aire. Los sensores capacitivos, por ejemplo, pueden reemplazar botones mecanicos con alternativas capacitivas. De esta manera, una aplicacion espedfica de deteccion capacitiva segun la invencion es un sensor capacitivo tactil. Por ejemplo, un panel tactil puede estar presente en el artfculo para fumar que permita al usuario introducir una variedad de comandos. Lo mas basicamente, el panel tactil puede proporcionar alimentacion del elemento de calentamiento de la misma manera que un boton de presion, como ya se describio anteriormente. En otras realizaciones, la deteccion capacitiva se puede aplicar cerca de la boquilla del artfculo para fumar de manera que la presion de los labios sobre el artfculo para fumar al aspirar sobre el artfculo puede senalar al dispositivo que proporcione potencia al elemento de calentamiento. Ademas de sensores de capacitancia tactiles, sensores de capacitancia de movimiento, sensores de capacitancia de lfquido y acelerometros se pueden utilizar segun la invencion para obtener una variedad de respuestas desde el artfculo para fumar. Ademas, tambien se pueden incorporar sensores fotoelectricos en el artfculo para fumar inventivo.

Los sensores utilizados en los presentes artfculos pueden senalar expresamente flujo de potencia al elemento de calentamiento para calentar el sustrato que incluye el material precursor de aerosol y formar un vapor o aerosol para la inhalacion por un usuario. Los sensores tambien pueden proporcionar funciones adicionales. Por ejemplo, se puede incluir un sensor de “despertador”. En realizaciones particulares, un artfculo para fumar se puede embalar en un modo de “reposo” de manera que la potencia de la fuente de alimentacion no se puede dispensar al elemento de calentamiento (u otros componentes del artfculo si se desea). El artfculo para fumar puede incluir un sensor, tal como un sensor fotoelectrico o un sensor activado por traccion de lengueta o incluso un sensor capacitivo, de manera que despues de que el artfculo para fumar este desembalado, la activacion del sensor mueve el artfculo desde el modo de reposo al modo de trabajo en el que el artfculo se puede usar como se describe de otro modo en la presente memoria. Por ejemplo, el artfculo para fumar se puede embalar de manera que se impide substancialmente que la luz alcance el artfculo para fumar. Un sensor fotoelectrico en el artfculo entonces funcionana para detectar cuando el artfculo se extrae del embalaje - es decir, se somete a la iluminacion ambiental - y la transicion del artfculo desde el modo de reposo a un modo de trabajo. Del mismo modo, el sensor puede funcionar de manera que cuando el artfculo se protege de nuevo de iluminacion ambiental - por ejemplo, se coloca en un estuche de transporte o estuche de almacenamiento - el artfculo vuelve al modo de reposo como medida de

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seguridad. Otros metodos de deteccion que proporcionan una funcion similar del mismo modo se pueden utilizar segun la invencion.

Cuando el consumidor aspira sobre la boquilla del artfculo para fumar, los medios de accionamiento de corriente pueden permitir un flujo sin restriccion o ininterrumpido de corriente a traves del elemento de calentamiento resistivo para generar calor rapidamente. Debido al calentamiento rapido, puede ser util incluir componentes de regulacion de corriente para (i) regular el flujo de corriente a traves del elemento de calentamiento para controlar el calentamiento del elemento resistivo y la temperatura experimentada por el mismo y (ii) evitar el sobrecalentamiento y la degradacion del sustrato u otros componentes que llevan el material precursor de aerosol y/u otros sabores o materiales inhalables.

El circuito de regulacion de corriente particularmente se puede basar en tiempo. Espedficamente, tal circuito incluye un medio para permitir el flujo de corriente ininterrumpido a traves del elemento de calentamiento durante un periodo de tiempo inicial durante la aspiracion y un medio de temporizador para regular posteriormente el flujo de corriente hasta que se completa la aspiracion. Por ejemplo, la regulacion posterior puede incluir la rapida conmutacion de encendido-apagado del flujo de corriente (por ejemplo, del orden de alrededor de cada 1 a 50 milisegundos) para mantener el elemento de calentamiento dentro del intervalo de temperatura deseado. Ademas, la regulacion puede comprender simplemente permitir el flujo de corriente ininterrumpido hasta que se logra la temperatura deseada entonces apagar el flujo de corriente completamente. El elemento de calentamiento se puede reactivar por el consumidor iniciando otra bocanada sobre el artfculo (o accionando manualmente el pulsador, dependiendo de la realizacion de conmutador especifica empleada para activar el calentador). Alternativamente, la regulacion posterior puede implicar la modulacion del flujo de corriente a traves del elemento de calentamiento para mantener el elemento de calentamiento dentro de un intervalo de temperatura deseado. En algunas realizaciones, a fin de liberar la dosificacion deseada de la sustancia inhalable, el elemento de calentamiento se puede excitar durante una duracion de alrededor de 0,2 segundos a alrededor de 5,0 segundos, de alrededor de 0,3 segundos a alrededor de 4,5 segundos, de alrededor de 0,5 segundos a alrededor de 4,0 segundos, de alrededor de 0,5 segundos a alrededor de 3,5 segundos o de alrededor de 0,6 segundos a alrededor de 3,0 segundos. Un circuito de regulacion de corriente basado en el tiempo ejemplar puede incluir un transistor, un temporizador, un comparador y un condensador. Transistores, temporizadores, comparadores y condensadores adecuados estan disponibles comercialmente y seran evidentes para los expertos. Temporizadores ejemplares son los disponibles en NEC Electronics como C-1555C y en General Electric Intersil, Inc. como ICM7555, asf como otros diversos tamanos y configuraciones de los llamados “Temporizadores 555”. Un comparador ejemplar esta disponible en National Semiconductor como LM311. Una descripcion adicional de tales circuitos de regulacion de corriente basados en el tiempo y otros componentes de control que pueden ser utiles en el presente artfculo para fumar se proporcionan en las Patentes de eE.UU. N° 4.922.901, 4.947.874 y 4.947.875, todas de Brooks et al., todas de las cuales se incorporan en la presente memoria por referencia en su totalidad.

Los componentes de control particularmente se pueden configurar para controlar estrechamente la cantidad de calor proporcionada al elemento de calentamiento resistivo. En algunas realizaciones, los componentes de regulacion de corriente pueden funcionar para detener el flujo de corriente al elemento de calentamiento resistivo una vez que se ha alcanzado una temperatura definida. Tal temperatura definida puede estar en un intervalo que es sustancialmente lo bastante alto para volatilizar el material precursor de aerosol y cualquier sustancia inhalable adicional y proporcionar una cantidad de aerosol equivalente a una bocanada tfpica sobre un cigarrillo convencional, como se trata de otro modo en la presente memoria. Mientras que el calor necesario para volatilizar el material precursor de aerosol en un volumen suficiente para proporcionar un volumen deseado para una unica bocanada puede variar, puede ser particularmente util para el elemento de calentamiento calentar a una temperatura de alrededor de 120°C o mayor, de alrededor de 130°C o mayor, de alrededor de 140°C o mayor o de alrededor de 160°C. En algunas realizaciones, con el fin de volatilizar una cantidad apropiada del material precursor de aerosol, la temperatura de calentamiento puede ser de alrededor de 180°C o mayor, de alrededor de 200°C o mayor, de alrededor de 300°C o mayor o de alrededor de 350°C o mayor. En realizaciones adicionales, la temperatura definida para la formacion de aerosol puede ser de alrededor de l20°C a alrededor de 350°C, de alrededor de 140°C a alrededor de 300°C o de alrededor de 150°C a alrededor de 250°C. Puede ser particularmente deseable, no obstante, evitar el calentamiento a temperaturas sustancialmente por encima de alrededor de 550°C a fin de evitar la degradacion y/o excesiva volatilizacion prematura del material precursor de aerosol y/u otros materiales de construccion. El calentamiento espedficamente debena ser a una temperatura suficientemente baja y durante un tiempo suficientemente corto para evitar la degradacion y/o la combustion significativa (preferiblemente cualquier combustion) del sustrato u otro componente del artfculo. La duracion del calentamiento se puede controlar por un numero de factores, como se trata en mayor detalle en lo que sigue. La temperatura de calentamiento y la duracion pueden depender del volumen deseado de aerosol y del aire ambiental que se desea que sea aspirado a traves del artfculo. La duracion, no obstante, se puede variar dependiendo de la tasa de calentamiento del elemento de calentamiento resistivo, ya que el artfculo se puede configurar de manera que el elemento de calentamiento resistivo se excita solamente hasta que se alcanza una temperatura deseada. Alternativamente, la duracion del calentamiento se puede acoplar a la duracion de una bocanada sobre el artfculo por un consumidor. Generalmente, la temperatura y tiempo de calentamiento se controlaran por uno o mas componentes contenidos en el alojamiento de control, como se senalo anteriormente.

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El componente de regulacion de corriente del mismo modo puede hacer un ciclo de la corriente para encender y apagar el elemento de calentamiento resistivo una vez que se ha logrado la temperatura definida con el fin de mantener la temperatura definida durante un periodo de tiempo definido. Tal ciclo rapido de encendido-apagado puede ser como ya se trato anteriormente y la temperatura definida puede ser una temperatura de generacion de aerosol como se senalo anteriormente.

Aun mas, el componente de regulacion de corriente puede hacer un ciclo de la corriente para encender y apagar el elemento de calentamiento resistivo para mantener una primera temperatura que este por debajo de una temperatura de formacion de aerosol y entonces permitir un aumento de flujo de corriente en respuesta a un componente de control de accionamiento de corriente a fin de lograr una segunda temperatura que es mayor que la primera temperatura y que es una temperatura de formacion de aerosol. Tal control puede mejorar el tiempo de respuesta del artfculo para la formacion de aerosol de manera que la formacion de aerosol comienza casi instantaneamente al inicio de una bocanada por un consumidor. En algunas realizaciones, la primera temperatura (que se puede caracterizar como una temperatura de espera) puede ser solamente ligeramente menor que la temperatura de formacion de aerosol definida anteriormente. Espedficamente, la temperatura de espera puede ser de alrededor de 50°C a alrededor de 150°C, de alrededor de 70°C a alrededor de l4o°C, de alrededor de 80°C a alrededor de 120°C o de alrededor de 90°C a alrededor de 110°C.

A la luz de lo precedente, se puede ver que se pueden emplear una variedad de mecanismos para facilitar el accionamiento/desactivacion de corriente al elemento de calentamiento resistivo y a otros componentes del artfculo para fumar. Espedficamente el artfculo puede comprender un componente que regula un flujo de corriente iniciado previamente desde la fuente de alimentacion electrica al elemento de calentamiento resistivo. Por ejemplo, el artfculo de inventivo puede comprender un temporizador (es decir, un componente basado en el tiempo) para regular el flujo de corriente en el artfculo (tal como durante la aspiracion por un consumidor). El artfculo puede comprender ademas un conmutador sensible al temporizador que habilita o deshabilita el flujo de corriente al elemento de calentamiento resistivo. La regulacion del flujo de corriente tambien puede comprender el uso de un condensador y componentes para cargar y descargar el condensador a una velocidad definida (por ejemplo, una velocidad que se aproxima a una velocidad a la que el elemento de calentamiento se calienta y enfna). El flujo de corriente espedficamente se puede regular de manera que haya un flujo de corriente ininterrumpido a traves del elemento de calentamiento durante un periodo de tiempo inicial durante la aspiracion, pero el flujo de corriente se puede apagar o hacer ciclos alternos de encendido y apagado despues del periodo de tiempo inicial hasta que se complete la aspiracion. Tal accion dclica se puede controlar por un temporizador, como se trato anteriormente, que puede generar un ciclo de conmutacion prefijado. En realizaciones espedficas, el temporizador puede generar una forma de onda digital periodica. El flujo durante el periodo de tiempo inicial adicional se puede regular mediante el uso de un comparador que compara un primer voltaje en una primera entrada con un voltaje umbral en una entrada umbral y genera una senal de salida cuando el primer voltaje es igual al voltaje umbral, lo cual habilita el temporizador. Tales realizaciones pueden incluir ademas componentes para la generacion del voltaje umbral en la entrada umbral y componentes para la generacion del voltaje umbral en la primera entrada tras el paso del periodo de tiempo inicial.

Ademas de los elementos de control anteriores, el artfculo para fumar tambien puede comprender uno o mas indicadores. Tales indicadores pueden ser luces (por ejemplo, diodos de emision de luz) que pueden proporcionar indicacion de multiples aspectos del uso del artfculo inventivo. Por ejemplo, una serie de luces pueden corresponder al numero de bocanadas para un cartucho dado del artfculo para fumar. Espedficamente, las luces pueden llegar a ser encendidas con cada bocanada indicando al consumidor que el cartucho se uso por completo cuando todas las luces estuvieran encendidas. Alternativamente, todas las luces se pueden encender tras la carga inicial del cartucho y una luz puede apagarse con cada bocanada indicando al consumidor que el cartucho se uso por completo cuando todas las luces se apagasen. Aun en otras realizaciones, puede estar presente solamente un unico indicador y la iluminacion del mismo puede indicar que la corriente esta fluyendo al elemento de calentamiento resistivo y que el artfculo se calentandose activamente. Esto puede asegurar que un consumidor no deje sin saberlo un artfculo desatendido en un modo de calentamiento de manera activa. Aun mas, uno o mas indicadores se pueden proporcionar como un indicador de estado de batena - por ejemplo, carga de batena, batena baja, cargando la batena o similares. Aunque los indicadores se describieron anteriormente en relacion a los indicadores visuales en un metodo de encendido/apagado, tambien se abarcan otros indices de operacion. Por ejemplo, los indicadores visuales tambien pueden incluir cambios del color de la luz o de la intensidad para mostrar la progresion de la experiencia de fumar. Indicadores tactiles e indicadores de sonido de manera similar estan abarcados por la invencion. Por otra parte, combinaciones de tales indicadores tambien se pueden usar en un unico artfculo.

Un artfculo para fumar segun la invencion puede comprender ademas un componente de formacion de aerosol y un elemento de calentamiento que calienta el componente de formacion de aerosol para producir un aerosol para inhalacion por un usuario. La presente invencion particularmente se puede caracterizar en relacion a la provision de un elemento de calentamiento y un componente de formacion de aerosol que estan formados integralmente en un unico elemento de calentamiento resistivo. En particular, la invencion puede proporcionar un elemento de calentamiento resistivo que comprende un sustrato que incluye un material electricamente conductivo y por lo menos un aditivo carbonoso y tambien que incluye un material precursor de aerosol asociado con el sustrato. Mas particularmente, el sustrato esta carbonizado. Preferiblemente, el elemento de calentamiento resistivo presenta una resistencia electrica por debajo de un valor definido, como se describe de otro modo en la presente memoria,

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haciendo de esta manera el elemento de calentamiento resistivo util para proporcionar una cantidad suficiente de calor cuando la corriente electrica fluye a traves del mismo.

Materiales electricamente conductivos utiles como elementos de calentamiento resistivos pueden ser los que tienen baja masa, baja densidad y resistividad moderada y que son termicamente estables a las temperatures experimentadas durante el uso. Los elementos de calentamiento utiles se calientan y enfnan rapidamente y de esta manera proporcionan el uso eficiente de la energfa. El calentamiento rapido del elemento puede ser beneficioso para proporcionar la volatilizacion casi inmediata de un material precursor de aerosol en la proximidad al mismo. El enfriamiento rapido evita la volatilizacion substancial (y por lo tanto residuos) del material precursor de aerosol durante periodos cuando no se desea la formacion de aerosol. Tales elementos de calentamiento tambien permiten un control relativamente preciso del intervalo de temperatura experimentado por el material precursor de aerosol, especialmente cuando se emplea el control de corriente basado en tiempo. Los materiales electricamente conductivos utiles preferiblemente son qmmicamente no reactivos con los materiales que se calientan (por ejemplo, los materiales precursores de aerosol y otros materiales de sustancias inhalables) a fin de no afectar de manera adversa el sabor o contenido del aerosol o el vapor que se produce. Materiales ejemplares no limitantes que se pueden usar como el material electricamente conductivo incluyen carbon, grafito, compuestos de carbon/grafito, metales, carburos metalicos y no metalicos, nitruros, siliciuros, compuestos inter-metalicos, cermet, aleacion de metales y laminas de metal. En particular, pueden ser utiles materiales refractarios. Diversos materiales diferentes se pueden mezclar para conseguir las propiedades deseadas de resistividad, masa y la conductividad termica. En realizaciones espedficas, los metales que se pueden utilizar incluyen, por ejemplo, mquel, cromo, aleaciones de mquel y cromo (por ejemplo, nicromo) y acero. Materiales que pueden ser utiles para proporcionar calentamiento resistivo se describen en la Patente de EE.UU. N° 5.060.671 de Counts et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.093.894 de Deevi et al.; 5.224.498 de Deevi et al.; 5.228.460 de Sprinkel Jr., et al.; 5.322.075 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.353.813 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.468.936 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.498.850 de Das; la Patente de EE.UU. N° 5.659.656 de Das; la Patente de EE.UU. N° 5.498.855 de Deevi et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.530.225 de Hajaligol; la Patente de EE.UU. N° 5.665.262 de Hajaligol; la Patente de EE.UU. N° 5.573.692 de Das et al.; y la Patente de EE.UU. N° 5.591.368 de Fleischhauer et al.

Mas generalmente, el material electricamente conductivo se puede caracterizar en relacion a su conductividad electrica (o conductancia espedfica), que es la redproca de la resistividad electrica del material (o resistencia espedfica). La conductividad electrica se puede cuantificar en unidades de mho/metro (es decir, la redproca de la resistividad en ohmios) o Siemens/metro como se representa por el sfmbolo sigma (a). Espedficamente, un material electricamente conductivo util puede tener una conductividad electrica del orden de 101 a o mayor, 102 a o mayor o 103 a o mayor. Por ejemplo, el grafito tiene una conductividad electrica de alrededor de 3x102 a alrededor de 3x105 a dependiendo de su plano basal.

La presente invencion particularmente se puede caracterizar por que un elemento de calentamiento resistivo puede comprender un sustrato formado por dos o mas componentes integrales. En particular, el sustrato puede comprender un material electricamente conductivo, tal como se describio anteriormente, en combinacion con uno o mas aditivos de sustrato. Como se describe mas plenamente mas adelante, tales aditivos de sustrato pueden comprender materiales utiles para proporcionar componentes inhalables a ser dispensados a un usuario por el artfculo para fumar, materiales utiles para proporcionar volumen, aglutinamiento u otras propiedades espedficas al sustrato y materiales utiles para facilitar la formacion de aerosol. De esta manera, el sustrato puede ser sustancialmente una masa solida que comprende el material electricamente conductivo. El material electricamente conductivo de esta manera preferiblemente puede estar presente en una forma que facilita la combinacion con uno o mas materiales adicionales para formar el sustrato.

En realizaciones espedficas, el material electricamente conductivo puede estar en una forma particular. Por ejemplo, el material electricamente conductivo puede tener un tamano medio de partfcula de hasta alrededor de 2 mm, hasta alrededor de 1 mm, hasta alrededor de 750 |im y hasta alrededor de 500 |im. En otras realizaciones, las partfculas pueden tener un tamano medio de alrededor de 1 nm hasta alrededor de 2 mm, de alrededor de 50 nm hasta alrededor de 1,5 mm, de alrededor de 0,1 |im hasta alrededor de 1 mm, de alrededor de 0,5 |im hasta alrededor de 500 |im o de alrededor de 1 |im a alrededor de 100 |im. En realizaciones adicionales, el material electricamente conductivo puede ser sustancialmente partfculas en forma de varilla. Por ejemplo, las partfculas en forma de varilla electricamente conductivas pueden tener un diametro de hasta alrededor de 1 mm, de hasta alrededor de 750 |im, de hasta alrededor de 500 |im o de hasta alrededor de 250 |im. Ademas, las varillas pueden tener un diametro de alrededor de 0,1 |im a alrededor de 1 mm, de alrededor de 0,25 |im a alrededor de 500 |im, de alrededor de 0,5 |im a alrededor de 250 |im o de alrededor de 1 |im a alrededor de 100 |im. Las partfculas en forma de varilla electricamente conductivas pueden tener una longitud de hasta alrededor de 10 mm, de hasta alrededor de 5 mm, de hasta alrededor de 2 mm, de hasta alrededor de 1 mm o de hasta alrededor de 750 |im. Ademas, las partfculas en forma de varilla pueden tener una longitud de alrededor de 0,5 |im a alrededor de 10 mm, de alrededor de 1 |im a alrededor de 5 mm, de alrededor de 2 |im a alrededor de 1 mm o de alrededor de 5 |im a alrededor de 500 |im. El material electricamente conductivo ademas se puede proporcionar en formas adicionales, tales como en forma de una lamina, una espuma, discos, espirales, fibras, alambres, pelfculas, hilos, tiras, cintas o cilindros, asf como formas irregulares de dimensiones variables.

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Ademas del material electricamente conductivo, el componente de sustrato del elemento de calentamiento resistivo puede comprender por lo menos un aditivo carbonoso. El aditivo carbonoso puede proporcionar multiples ventajas. Espedficamente, como se trata mas adelante, el aditivo carbonoso puede funcionar como una reticula anterior en que el aditivo se puede alterar a traves de pasos de procesamiento espedficos para retirar componentes sin carbon del material y dejar detras de una estructura de tipo reticula de carbon, esqueleto de carbon o cadena principal de carbon. En algunas realizaciones, el aditivo carbonoso puede ser de carbon molido.

En ciertas realizaciones, el material carbonoso en el sustrato puede ser tabaco, un componente de tabaco o un material derivado del tabaco (es decir, un material que se encuentra naturalmente en el tabaco que se puede aislar directamente del tabaco o preparar sinteticamente). El tabaco que se emplea puede incluir o se puede derivar de, tabacos tales como tabaco curado con aire caliente, tabaco burley, tabaco Oriental, tabaco de Maryland, tabaco negro, tabaco negro cocido y tabaco Rustico, asf como otros tabacos raros o de especialidad o mezclas de los mismos. Diversos tipos de tabaco representativos, tipos de tabacos procesados y tipos de mezclas de tabaco se exponen en la Patente de EE.UU. N° 4.836.224 de Lawson et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.924.888 a Perfetti et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.056.537 de Brown et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.159.942 de Brinkley et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.220.930 de Gentry; la Patente de EE.UU. N° 5.360.023 de Blakley et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.701.936 de Shafer et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.730.832 de Dominguez et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.011.096 de Li et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.017.585 de Li et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.025.066 de Lawson et al.; la Publicacion de Solicitud de Patente EE.UU. N° 2004/0255965 de Perfetti et al.; la Publicacion PCT WO 02/37990 de Bereman; y Bombick et al., Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17 (1997).

La descripcion de diversos tipos de tabacos, practicas de cultivo, practicas de cosechado y practicas de curado se exponen en Tobacco Production, Chemistry and Technology, Davis et al. (Ed.) (1999). Mas preferiblemente, el tabaco que es empleado ha sido curado y envejecido adecuadamente. Las tecnicas y condiciones especialmente preferidas para la curacion de tabaco curado con aire caliente se exponen en Nestor et al., Beitrage Tabakforsch. Int., (2003) 467-475 y la Patente de EE.UU. N° 6.895.974 de Peele, las cuales se incorporan en la presente memoria por referencia en su totalidad. Las tecnicas y condiciones representativas para tabaco de curacion al aire se exponen en Roton et al., Beitrage Tabakforsch. Int., 21 (2005) 305-320 y Staaf et al., Beitrage Tabakforsch. Int., 21 (2005) 321 -330.

El tabaco que se incorpora dentro del articulo para fumar se puede emplear de diversas formas; y se pueden emplear combinaciones de diversas formas de tabaco o se pueden emplear diferentes formas de tabaco en diferentes ubicaciones dentro del articulo para fumar. Por ejemplo, el tabaco se puede emplear en forma de trozos cortados o desmenuzados de lamina o tallo; en una forma procesada (por ejemplo, hoja de tabaco reconstituido, tal como trozos de hoja de tabaco reconstituido desmenuzados en una forma de relleno de corte; pelfculas que incorporan componentes del tabaco; piezas o trozos de tabaco extruido; lamina de tabaco expandida, tales como relleno de corte que se ha expandido en volumen; trozos de tallos de tabaco procesado comparables en tamano y apariencia general al relleno de corte; tabaco granulado; materiales de tabaco de espuma; tabaco comprimido o granulado; o similares); como trozos de tabaco finamente dividido (por ejemplo, polvo de tabaco, polvos de tabaco, polvos de tabaco aglomerados o similares); o en forma de un extracto de tabaco. Ver, por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 7.647.932 de Cantrell et al. y la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2007/0215167 de Crooks et al.

El articulo para fumar puede emplear tabaco en forma de lamina y/o tallo. Por tanto, el tabaco se puede usar en formas y de maneras, que son virtualmente identicas en muchos aspectos a las usadas tradicionalmente para la fabricacion de productos de tabaco, tales como cigarrillos. Tradicionalmente, trozos cortados o desmenuzados de lamina y tallo de tabaco se han empleado como el denominado “relleno de corte” para la fabricacion de cigarrillos. Tambien se pueden emplear trozos de tallos extrafdos del agua. Por tanto, el tabaco en tal forma introduce masa y volumen dentro del articulo para fumar. Las maneras y metodos para el curado, despalillado, envejecimiento, humectacion, corte, reordenacion y manejo del tabaco que se emplea como relleno de corte seran evidentes para los expertos en la tecnica de la fabricacion de productos de tabaco.

Los tabacos procesados que se pueden incorporar dentro del articulo para fumar pueden variar. Maneras y metodos ejemplares para proporcionar hoja de tabaco reconstituido, incluyendo las tecnicas de troquel y fabricacion de papel, se exponen en la Patente de EE.UU. N° 4.674.519 de Keritsis et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.941.484 de Clapp et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.987.906 de Young et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.972.854 de Kiernan et al.; La Patente de EE.UU. N° 5.099.864 de Young et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.143.097 de Sohn et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.159.942 de Brinkley et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.322.076 de Brinkley et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.339.838 de Young et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.377.698 de Litzinger et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.501.237 de Young; y la Patente de EE.UU. N° 6.216.706 de Kumar.

Maneras y metodos ejemplares para proporcionar formas extruidas de tabacos procesados se exponen en la Patente de EE.UU. N° 4.821.749 de Toft et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.880.018 de Graves, Jr. et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.072.744 de Luke et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.874.000 de Tamol et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.551.450 de Hemsley; la Patente de EE.UU. N° 5.649.552 de Cho et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.829.453 de White; la Patente de EE.UU. N° 6.125.855 de Nevett et al.; y la Patente de EE.UU. N° 6.182.670 de White.

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Los materiales de tabaco extruido pueden tener la forma de cilindros, filamentos, discos o similares. Los tabacos expandidos ejemplares (por ejemplo, tabacos inflados) se pueden proporcionar usando los tipos de tecnicas expuestos en la Patente de eE.uU. N° Re 32.013 de de la Burde et al.; la Patente de EE.UU. N° 3.771.533 de Armstrong et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.577.646 de Ziehn; la Patente de EE.UU. N° 4.962.773 de White; la Patente de EE.UU. N° 5.095.922 de Johnson et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.143.096 de Steinberg; la Patente de EE.UU. N° 5.172.707 de Zambelli; la Patente de EE.UU. N° 5.249.588 de Brown et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.687.748 de Conrad; la Patente de EE.UU. N° 5.908.032 de Poindexter; y la Publicacion de Patente de EE.UU. 2004/0182404 de Poindexter et al.

Un tipo particularmente preferido de tabaco expandido es el tabaco expandido por hielo seco (DIET). Formas ejemplares de tallos de tabaco procesado incluyen tallos laminados de corte, tallos expandidos laminados de corte, tallos inflados de corte y los tallos expandidos desmenuzados con vapor. Maneras y metodos ejemplares para proporcionar tallos de tabaco procesado se exponen en la Patente de eE.UU. N° 4.195.646 de Kite y la Patente de EE.UU. N° 5.873.372 de Honeycutt et al., las descripciones las cuales se incorporan en la presente memoria por referencia en su totalidad. Maneras y metodos para emplear polvo de tabaco se exponen en la Patente de EE.Uu. N° 4.341.228 de Keritsis et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.611.608 de Vos et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.706.692 de Gellatly; y la Patente de EE.UU. N° 5.724.998 de Gellatly et al.

Aun otros tipos de tabacos procesados son del tipo expuesto en la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2006/0162733 de McGrath et al.

El tabaco se puede usar en una forma mezclada. Tfpicamente, las mezclas de diversos tipos y formas de tabaco se proporcionan en una forma de relleno de corte mezclado. Por ejemplo, ciertas mezclas de tabaco populares para la fabricacion de cigarrillos, comunmente conocidas como “mezclas americanas”, comprenden mezclas de trozos de corte o desmenuzados de tabaco curado con aire caliente, tabaco burley y tabaco Oriental; y tales mezclas, en muchos casos, tambien contienen trozos de tabacos procesados, tales como tallos de tabaco procesado, tabacos expandidos en volumen y/o tabacos reconstituidos. La cantidad precisa de cada tipo o forma de tabaco dentro de una mezcla de tabaco usada para la fabricacion de un artfculo para fumar particular puede variar y es una manera de eleccion de diseno, dependiendo de factores tales como las caractensticas sensoriales (por ejemplo, el sabor y el aroma) que se desean. Ver, por ejemplo, los tipos de mezclas de tabaco descritas en Tobacco Encyclopedia, Voges (Ed.) p. 44-45 (1984), Browne, The Design of Cigarettes, 3.sup.rd Ed., p. 43 (1990) y Tobacco Production, Chemistry and Technology, Davis et al. (Eds.) p.346 (1999). Ver, tambien, los tipos representativos de mezclas de tabaco expuestas en la Patente de EE.UU. N° 4.836.224 de Lawson et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.924.888 de Perfetti et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.056.537 de Brown et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.220.930 de Gentry; la Publicacion de Solicitud de Patente de EE.UU. N° 2004/0255965 de Perfetti et al.; la Publicacion de Solicitud de Patente de EE.UU. N° 2005/0066986 de Nestor et al.; la Publicacion de PCT N° WO 02/37990 de Bereman; y Bombick et al., Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17 (1997).

El tabaco se puede tratar con aditivos de tabaco del tipo que se usan tradicionalmente para la fabricacion de productos de tabaco. Esos aditivos pueden incluir los tipos de materiales usados para mejorar el sabor y el aroma de tabacos usados para la produccion de cigarros, cigarrillos, pipas y similares. Por ejemplo, esos aditivos pueden incluir diversas cubiertas de cigarrillos y/o componentes de abonado superficial. Ver, por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 3.419.015 de Wochnowski; la Patente de EE.UU. N° 4.054.145 de Berndt et al.; la Patente de EE.UU. N° 4.887.619 de Burcham, Jr. et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.022.416 de Watson; la Patente de EE.UU. N° 5.103.842 de Strang et al.; y la Patente de EE.UU. N° 5.711.320 de Martin.

Los materiales de cubierta preferidos incluyen agua, azucares y siropes (por ejemplo, sacarosa, glucosa y sirope de mafz de alta fructosa), humectantes (por ejemplo, glicerina o glicol de propileno) y agentes aromatizantes (por ejemplo, cacao y regaliz). Esos componentes anadidos tambien incluyen materiales de abonado superficial (por ejemplo, materiales saborizantes, tales como mentol). Ver, por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 4.449.541 de Mays et al.

Tambien se pueden anadir aditivos al tabaco usando los tipos de equipos descritos en la Patente de EE.UU. N° 4.995.405 de Lettau o que estan disponibles como Mentol Application System MAS de Kohl Maschinenbau GmbH. La seleccion de cubiertas y componentes de abonado superficial particulares es dependiente de factores tales como las caractensticas sensoriales que se desean y la seleccion y el uso de esos componentes seran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica de diseno y fabricacion de cigarrillos. Ver, Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972) y Leffingwell et al., Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972).

Materiales adicionales que se pueden anadir incluyen los descritos en la Patente de EE.UU. N° 4.830.028 de Lawson et al. y la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2008/0245377 de Marshall et al.

Diversas maneras y metodos para incorporar el tabaco en artfculos para fumar y en particular artfculos para fumar que se disenan con el fin de no quemar a proposito virtualmente todo el tabaco dentro de esos artfculos para fumar, se exponen en la Patente de EE.UU. N° 4.947.874 de Brooks et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.647.932 de Cantrell

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et al., la Publicacion Solicitud de Patente de EE.UU. N° 2005/0016549 de Banerjee et al.; y la Publicacion Solicitud de Patente de EE.UU. N° 2007/0215167 de Crooks et al.

Ademas, se ha incorporado tabaco con cigarrillos que han sido comercializados comercialmente bajo las marcas comerciales “Premier” y “Eclipse” por R. J. Reynolds Tobacco Company. Ver, por ejemplo, esos tipos de cigarrillos descritos en Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988) e Inhalation Toxicology, 12:5, p. 1-58 (2000). El tabaco tambien ha sido incorporado dentro del artfculo para fumar que ha sido comercializado comercialmente por Philip Morris Inc. bajo la marca comercial “Accord”.

En realizaciones adicionales, el material carbonoso del sustrato puede comprender uno o mas materiales que se pueden caracterizar como un sustituto de tabaco o un extensor de tabaco. Tales materiales simultanea o alternativamente pueden funcionar como un aglutinante para el sustrato. Espedficamente, un aglutinante puede ser cualquier material util para mantener los componentes de sustrato como una masa cohesiva. En realizaciones particulares, el aglutinante puede ser organico, tal como un polisacarido o un derivado del mismo. Mas espedficamente, el aglutinante puede ser una goma, celulosa o un derivado de la celulosa. Ejemplos no limitantes de gomas utiles incluyen gomas naturales, goma anima, goma arabiga, goma cassia, goma damar, goma gellan, goma guar, goma de kauri, goma de algarrobo, goma de abeto, goma welan y goma de xantano. Ejemplos no limitantes de celulosas y derivados de las mismas que se pueden usar incluyen esteres de celulosa (por ejemplo, acetato de celulosa, triacetato de celulosa, propionato de celulosa, propionato de acetato de celulosa, butirato de acetato de celulosa, nitrocelulosa y sulfato de celulosa) y eteres de celulosa (por ejemplo, metilcelulosa, etilcelulosa, acetato de metilcelulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa, hidroxietil metil celulosa, hidroxipropil metil celulosa, etil hidroxietil celulosa y carboximetil celulosa. Aun ejemplos adicionales de aglutinantes utiles incluyen alginatos, tales como el alginato de sodio y alginato de amonio, agar, carragenina, konjac, pectina y gelatina. Aglutinantes utiles segun la invencion tambien se pueden formar de materiales inorganicos. Materiales inorganicos ejemplares que se pueden usar incluyen silicatos (por ejemplo, silicato de sodio), silices (por ejemplo, silice coloidal), aluminas (por ejemplo, alumina coloidal), resina de silicona y materiales ceramicos.

Los rellenos que se pueden usar incluyen carbonato de calcio, aluminas, sflices, granos y pulpa de madera. Tipos ejemplares de sustitutos o extensores de tabaco que se pueden usar en el sustrato de la presente invencion se exponen en Publicacion de Solicitud de Patente de Ee.UU. N° 2008/0017203 de Fagg et al.

Uno o mas aditivos carbonosos usados en el sustrato pueden comprender en un precursor de aerosol. Por ejemplo, se puede usar tabaco que contiene nicotina. De esta manera, la sustancia inhalable puede ser un componente de tabaco. En algunas realizaciones, puede ser preferible aplicar precursores de aerosol al sustrato despues de que se ha carbonizado, como se trata mas adelante. El uso de materiales en bruto en el sustrato que contienen sustancias inhalables anterior a la carbonizacion, no obstante, no esta necesariamente excluido.

El componente de sustrato del elemento de calentamiento resistivo (es decir, que incluye el material electricamente conductivo y el material carbonoso) se carboniza para su uso en el artfculo del fumar de la invencion. Como se usa en la presente memoria, el termino carbonizado se entiende que significa que el sustrato carbonizado tiene un mayor porcentaje de carbon en peso que el sustrato precarbonizado. Como se puede entender mejor a la luz de los metodos de preparacion del sustrato tratado ademas mas adelante, el material de sustrato que se preparo originalmente tendra un porcentaje en peso de carbon definido en relacion con el peso total del sustrato. Cuando el sustrato se somete a carbonizacion, un contenido de los materiales sin carbon presentes originalmente en el sustrato se eliminara del sustrato de manera que el porcentaje en peso de carbon en el sustrato carbonizado con respecto al peso total del sustrato carbonizado excede el porcentaje en peso de carbon en el sustrato no carbonizado con respecto al peso total del sustrato no carbonizado. En algunas realizaciones, la caracterizacion del sustrato que se carboniza puede significar que el sustrato se ha sometido a condiciones de carbonizacion como se trata de otro modo en la presente memoria. En realizaciones espedficas, la caracterizacion del sustrato que se carboniza se puede definir cuantitativamente como ya se senalo anteriormente. Por ejemplo, el porcentaje en peso de carbon en el sustrato carbonizado puede exceder el porcentaje en peso de carbon en el sustrato no carbonizado en alrededor del 5% o mayor, en alrededor del 10% o mayor, alrededor del 15% o mayor, alrededor del 20% o mayor, alrededor del 25% o mayor, alrededor del 30% o mayor, alrededor del 40% o mayor o alrededor del 50% o mayor. Tal contenido de carbon se puede evaluar usando cualquier medio analftico adecuado.

En algunas realizaciones, el sustrato conductivo se puede caracterizar como que comprende un compuesto de carbon y un material conductivo - por ejemplo, un compuesto de carbon-grafito. Debido a que el material conductivo se combina con el material carbonoso anterior a la carbonizacion, el material compuesto final es una mezcla sustancialmente homogenea del carbon y del material conductivo en forma solida que no se degrada tras el contacto con un lfquido (o de otro modo es insoluble en un medio acuoso) y que aun presenta una resistencia electrica deseable, como se trata de otro modo en la presente memoria. Tal combinacion de propiedades no se esperana que sea alcanzable combinando carbon con un material conductivo en un estado seco - es decir, sin someterse al proceso de carbonizacion.

El sustrato carbonizado ademas se puede caracterizar en relacion con una porosidad del sustrato. Durante la carbonizacion, los componentes sin carbon del sustrato se pueden retirar del sustrato dejando eficazmente atras la

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cadena principal de carbon del material subyacente. Como tal, el sustrato carbonizado puede tener una porosidad que es mayor que la porosidad del sustrato no carbonizado y tal porosidad se puede ajustar. En realizaciones espedficas, el sustrato carbonizado puede tener una porosidad media de alrededor del 10% o mayor, de alrededor del 20% o mayor, de alrededor del 30% o mayor, de alrededor del 40% o mayor, de alrededor del 50% o mayor o de alrededor del 60% o mayor. Tal porosidad se puede cuantificar como una media de la microporosidad y macroporosidad combinadas del material. La porosidad se puede cuantificar usando cualquier metodo adecuado para medir la porosidad, tal como con escaneo CT industrial, metodos de imbibicion, metodos de evaporacion de agua, porosimetna por intrusion y metodos de expansion de gas.

Ademas del sustrato carbonizado, el elemento de calentamiento resistivo puede comprender ademas un material precursor de aerosol o precursor de vapor, tal como un alcohol polihidrico (por ejemplo, glicerina, glicol de propileno o una mezcla de los mismos) y/o agua. Tipos representativos del material precursor de aerosol se exponen en la Patente de EE.UU. N° 4.793.365 de Sensabaugh, Jr. et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.101.839 de Jakob et al.; el documento PCT WO 98/57556 de Biggs et al. y Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1998).

Un material precursor de aerosol preferido produce un aerosol visible tras la aplicacion de suficiente calor al mismo (y enfriamiento con aire, si es necesario) y un material precursor de aerosol altamente preferido produce un aerosol que se puede considerar que es “similar al humo”. Un material precursor de aerosol preferido es qmmicamente simple, en relacion con la naturaleza qrnmica del humo producido quemando tabaco. Si se desea, los materiales precursores de aerosol se pueden combinar con otros materiales lfquidos, tales como agua. Por ejemplo, las formulaciones del material precursor de aerosol pueden incorporar mezclas de glicerina y agua o mezclas de glicol de propileno y agua o mezclas de glicol de propileno y glicerina o mezclas de glicol de propileno, glicerina y agua. Los materiales precursores de aerosol ejemplares tambien incluyen esos tipos de materiales incorporados dentro de los dispositivos disponibles a traves de Atlanta Imports Inc., Acworth, Ga., EE.UU., como un cigarro electronico que tiene el nombre comercial E-CIG, que se pueden emplear usando los Smoking Cartridges Tipo C1a, C2a, C3a, C4a, C1b, C2b, C3b y C4b asociados; y como Ruyan Atomizing Electronic Pipe y Ruyan Atomizing Electronic Cigarette de Ruyan SBT Technology and Development Co., Ltd., Beijing, China.

Materiales de tabaco adicionales, tales como un aceite de aroma de tabaco, una esencia de tabaco, un extracto de tabaco secado por espray, un extracto de tabaco secado por congelacion, polvo de tabaco o similares se pueden combinar con el material precursor de vapor o precursor de aerosol. Como se usa en la presente memoria, el termino “extracto de tabaco” significa componentes separados de, retirados de o derivados de, tabaco usando condiciones y tecnicas de procesamiento de extraccion de tabaco. Tfpicamente, los extractos del tabaco se obtienen usando solventes, tales como solventes que tienen una naturaleza acuosa (por ejemplo, agua) o solventes organicos (por ejemplo, alcoholes tales como etanol o alcanos, tales como hexano). Como tal, los componentes de tabaco extrafdo se retiran del tabaco y se separan de los componentes de tabaco no extrafdos; y para los componentes de tabaco extrafdos que estan presentes dentro de un solvente, (i) el solvente se puede eliminar de los componentes de tabaco extrafdos o (ii) la mezcla de los componentes de tabaco extrafdos y solventes se puede usar como tal. Por ejemplo, el tabaco se puede someter a condiciones de extraccion usando agua como solvente; el extracto acuoso resultante de tabaco entonces se separa de la pulpa insoluble en agua; y entonces (i) la mezcla de extracto de tabaco acuoso dentro del agua se puede usar como tal o (ii) cantidades sustanciales del agua se pueden retirar de los componentes de tabaco extrafdos (por ejemplo, usando tecnicas de secado por espray o de secado por congelacion) a fin de proporcionar un extracto de tabaco en forma de polvos. Los extractos de tabaco preferidos incorporan numerosos componentes que son separados de, eliminados de o derivados de, tabaco; y no son obtenidos usando condiciones de procesos de extraccion de tabaco que son altamente selectivas a un componente unico (por ejemplo, extractos preferidos no son extractos de alto contenido de nicotina o extractos que se pueden caracterizar como composiciones de nicotina relativamente puras). Como tal, extractos de tabaco preferidos ejemplares poseen menos del 45 por ciento de nicotina, a menudo menos del 35 por ciento de nicotina y frecuentemente menos del 25 por ciento de nicotina, sobre la base del peso de extracto total con el solvente retirado (por ejemplo, sobre una base de peso en seco cuando el solvente es agua). Ademas, extractos de tabaco altamente preferidos son altamente aromaticos y sabrosos y por lo tanto introducen caractensticas sensoriales deseables al aerosol producido por los artfculos para fumar que incorporan esos extractos. Tipos ejemplares de extractos de tabaco, esencias de tabaco, solventes, tecnicas y condiciones del procesamiento de extraccion de tabaco y procedimientos de recogida y aislamiento de extracto de tabaco, se exponen en la Patente australiana N° 276.250 de Schachner; la Patente de EE.UU. N° 2.805.669 de Meriro; la Patente de EE.UU. N° 3.316.919 de Green et al.; la Patente de EE.UU. N° 3.398.754 de Tughan; la Patente de EE.UU. N° 3.424.171 de Rooker; la Patente de EE.UU. N° 3.476.118 de Luttich; la Patente de EE.UU. N° 4.150.677 de Osborne; la Patente de EE.UU. N° 4.131.117 de Kite; la Patente de EE.UU. N° 4.506.682 de Muller; la Patente de EE.UU. N° 4.986.268 de Roberts et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.005.593 de Fagg; la Patente de EE.UU. N° 5.065.775 de Fagg; la Patente de EE.UU. N° 5.060.669 de White et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.074.319 de White et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.099.862 de White et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.121.757 de White et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.131.415 de Munoz et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.230.354 de Smith et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.235.992 de Sensabaugh; la Patente de EE.UU. N° 5.243.999 de Smith; la Patente de EE.UU. N° 5.301.694 de Raymond; la Patente de EE.UU. N° 5.318.050 de Gonzalez-Parra et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.435.325 de Clapp et al.; y la Patente de EE.UU. N° 5.445.169 de Brinkley et al.

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El elemento de calentamiento resistivo ademas puede comprender uno o mas sabores, medicamentos u otros materiales inhalables asociados con el mismo. Por ejemplo, se puede usar nicotina Kquida. Tales materiales adicionales se pueden combinar con el material precursor de aerosol o precursor de vapor. De esta manera, el material precursor de aerosol o precursor de vapor se puede describir como que comprende una sustancia inhalable ademas del aerosol. Tal sustancia inhalable puede incluir sabores, medicamentos y otros materiales como se trata en la presente memoria. Particularmente, una sustancia inhalable dispensada usando un artmulo para fumar segun la presente invencion puede comprender un componente de tabaco o un material derivado del tabaco. Por ejemplo, el material precursor de aerosol puede estar en una suspension acuosa con el tabaco, un componente de tabaco o un material derivado del tabaco anterior a ser anadido al sustrato carbonizado. Alternativamente, el sabor, medicamento u otro material inhalable se puede proporcionar en un deposito y partes almuotas definidas del mismo pueden contactar con el sustrato asociado con calentamiento para liberar el sabor, medicamento u otro material inhalable en una corriente de aire para ser inhalada por un usuario junto con el material precursor de aerosol o precursor de vapor. En realizaciones espedficas, el sabor, medicamento u otro material inhalable se puede depositar en un sustrato secundario (por ejemplo, un papel u otro material poroso) que se situa en proximidad al elemento de calentamiento resistivo. La proximidad preferiblemente es suficiente de manera que el calentamiento del elemento de calentamiento resistivo proporcione calor al sustrato secundario suficiente para volatilizar y liberar el sabor, medicamento u otro material inhalable desde el sustrato secundario.

Se puede emplear una amplia variedad de tipos de agentes saborizantes o materiales que alteran el caracter sensorial u organoleptico o naturaleza del aerosol de la corriente principal del artmulo para fumar. Tales agentes saborizantes se pueden proporcionar a partir de fuentes distintas del tabaco, pueden ser naturales o artificiales en naturaleza y se pueden emplear como concentrados o paquetes de sabor. De particular interes son los agentes saborizantes que se aplican a o incorporan dentro de, esas regiones del artmulo para fumar donde se genera el aerosol. De nuevo, tales agentes se pueden anadir directamente al sustrato del elemento de calentamiento resistivo o se pueden proporcionar en un sustrato secundario como ya se senalo anteriormente. Agentes saborizantes ejemplares incluyen vainillina, etilo de vainillina, crema, te, cafe, fruta (por ejemplo, manzana, cereza, fresa, melocoton y sabores cftricos, que incluyen lima y limon), arce, mentol, menta, hierbabuena, menta verde, gaulteria, nuez moscada, clavo, lavanda, cardamomo, jengibre, miel, ams, salvia, canela, sandalo, jazmm, cascarilla, cacao, regaliz y saborizantes y paquetes de sabor del tipo y caracter usados tradicionalmente para dar sabor de cigarrillos, puros y tabacos de pipa. Tambien se pueden emplear siropes, tales como el sirope de mafz de alta fructosa. Los agentes saborizantes tambien pueden incluir caractensticas acidas o basicas (por ejemplo, acidos organicos, tales como acido levulmico, acido succmico y acido piruvico). Los agentes saborizantes se pueden combinar con el material de generacion de aerosol si se desea. Composiciones derivadas de plantas ejemplares que se pueden usar se describen en la Solicitud de Patente de EE.UU. N° 12/971.746 de Dube et al. y la Solicitud de Patente de EE.UU. N° 13/015.744 de Dube et al.

La seleccion de tales componentes adicionales puede variar en base a factores tales como las caractensticas sensoriales que se desean para el presente artmulo y la presente invencion se pretende que abarque cualquiera de tales componentes adicionales que pueden ser facilmente evidentes para los expertos en la tecnica de tabaco y productos relacionados con el tabaco o derivados del tabaco. Ver, Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972) y Leffingwell et al., Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972).

Cualquiera de los materiales, tales como los saborizantes, cubiertas y similares que pueden ser utiles en combinacion con un material de tabaco para afectar las propiedades sensoriales de los mismos, incluyendo propiedades organolepticas, tal como ya se describio en la presente memoria, se pueden combinar con el material precursor de aerosol. Acidos organicos se pueden incorporar particularmente en el precursor de aerosol para afectar el sabor, la sensacion o las propiedades organolepticas de medicamentos, tales como la nicotina, que se pueden combinar con el precursor de aerosol. Por ejemplo, acidos organicos, tales como acido levulmico, acido lactico y acido piruvico, se pueden incluir en el precursor de aerosol con nicotina en cantidades hasta ser equimolares (en base al contenido total de acido organico) con la nicotina. Se puede usar cualquier combinacion de acidos organicos. Por ejemplo, el precursor de aerosol puede incluir de alrededor de 0,1 a alrededor de 0,5 moles de acido levulmico por un mol de nicotina, de alrededor de 0,1 a alrededor de 0,5 moles de acido piruvico por mol de nicotina y de alrededor de 0,1 a alrededor de 0,5 moles de acido lactico por mol de nicotina, hasta una concentracion en la que la cantidad total de acido organico presente sea equimolar a la cantidad total de nicotina presente en el precursor de aerosol.

El material precursor de aerosol puede tomar una variedad de conformaciones en base a las diversas cantidades de materiales utilizados en el mismo. Por ejemplo, un material precursor de aerosol util puede comprender hasta alrededor del 98% en peso hasta alrededor del 95% en peso o hasta alrededor del 90% en peso de un poliol. Esta cantidad total se puede dividir en cualquier combinacion entre dos o mas polioles diferentes. Por ejemplo, un poliol puede comprender de alrededor del 50% a alrededor del 90%, de alrededor del 60% a alrededor del 90% o de alrededor del 75% a alrededor del 90% en peso del precursor del aerosol y un segundo poliol puede comprender de alrededor del 2% a alrededor del 45%, de alrededor del 2% a alrededor del 25% o de alrededor del 2% a alrededor del 10% en peso del precursor de aerosol. Un precursor de aerosol util tambien puede comprender hasta alrededor del 25% en peso, alrededor del 20% en peso o alrededor del 15% en peso de agua - particularmente de alrededor del 2% a alrededor del 25%, de alrededor del 5% a alrededor del 20% o de alrededor del 7% a alrededor del 15% en

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peso de agua. Sabores y similares (que pueden incluir medicamentos, tales como nicotina) pueden comprender hasta alrededor del 10%, hasta alrededor del 8% o hasta alrededor del 5% en peso del precursor de aerosol.

Como ejemplo no limitante, un precursor de aerosol segun la invencion puede comprender glicerol, glicol de propileno, agua, nicotina y uno o mas sabores. Espedficamente, el glicerol puede estar presente en una cantidad de alrededor del 70% a alrededor del 90% en peso, de alrededor del 70% a alrededor del 85% en peso o de alrededor del 75% a alrededor del 85% en peso, el glicol de propileno puede estar presente en una cantidad de alrededor del 1% a alrededor del 10% en peso, de alrededor del 1% a alrededor del 8% en peso o de alrededor del 2% a alrededor del 6% en peso, el agua puede estar presente en una cantidad de alrededor del 10% a alrededor del 20% en peso, de alrededor del 10% a alrededor del 18% en peso o de alrededor del 12% a alrededor del 16% en peso, la nicotina puede estar presente en una cantidad de alrededor del 0,1% a alrededor del 5% en peso, de alrededor del 0,5% a alrededor del 4% en peso o de alrededor del 1% a alrededor del 3% en peso y los sabores pueden estar presentes en una cantidad de hasta alrededor del 5% en peso, hasta alrededor del 3% en peso o hasta alrededor del 1% en peso, todas las cantidades que se basan en el peso total del precursor de aerosol. Un ejemplo no limitante especifico de un precursor de aerosol comprende alrededor del 75% a alrededor del 80% en peso de glicerol, de alrededor del 13% a alrededor del 15% en peso de agua, de alrededor del 4% a alrededor del 6% en peso de glicol de propileno, de alrededor del 2% a alrededor del 3% en peso de nicotina y de alrededor del 0,1% a alrededor del 0,5% en peso de sabores. La nicotina, por ejemplo, puede ser un extracto de tabaco con alto contenido de nicotina.

La manera por la cual el material del precursor de aerosol (u otro material como se describio anteriormente) contacta con el material de sustrato (por ejemplo, el sustrato del elemento de calentamiento resistivo o un sustrato secundario) puede variar. Los materiales lfquidos se pueden aplicar a un sustrato formado o se pueden incorporar a un sustrato secundario durante la fabricacion del sustrato. El material precursor de aerosol se puede disolver o dispersar en un lfquido acuoso u otro solvente o portador de lfquido adecuado y pulverizar sobre ese material de sustrato. Ver, por ejemplo, la Publicacion de Solicitud de Patente de EE.UU. N° 2005/0066986 de Nestor et al.

Generalmente, el material precursor de aerosol (solo o en combinacion con un saborizante, medicamento y/u otra sustancia inhalable) se puede recubrir sobre, absorber por o adsorber en el sustrato carbonizado. Cuando se usan multiples materiales precursores de aerosol y/u otras sustancias inhalables, las multiples sustancias se pueden asociar con el sustrato carbonizado individualmente o en cualquier combinacion de las sustancias. De esta manera, un material precursor de aerosol y/u otra sustancia inhalable se puede considerar que esta asociada con el sustrato carbonizado cuando el precursor de aerosol y/u otra sustancia inhalable ha sido aplicada directamente al sustrato carbonizado por cualquiera de los metodos descritos en la presente memoria u otro metodo adecuado por el cual el precursor de aerosol y/u otra sustancia inhalable se hace que este en contacto directo con el sustrato carbonizado y llegue a ser integral con el sustrato carbonizado. El precursor de aerosol se puede definir como que esta combinado con el sustrato carbonizado o que esta recubierto sobre, absorbido por o adsorbido en el sustrato carbonizado.

La cantidad de material precursor de aerosol empleada relativa al peso seco del material de sustrato puede variar. La cantidad de material liquido aplicada al sustrato se puede expresar en relacion con el material precursor de aerosol o precursor de vapor solo o se puede expresar en relacion a la cantidad total del lfquido aplicado (por ejemplo, material precursor de aerosol mas algunos sabores, medicamentos o materiales similares a ser dispensados por el artfculo para fumar). La cantidad de lfquido aplicado al sustrato carbonizado puede ser tal que el elemento de calentamiento resistivo en general comprenda de alrededor del 5% a alrededor del 75%, de alrededor del 10% a alrededor del 60% o de alrededor del 15% a alrededor del 50% en peso del componente liquido - es decir, el material precursor de aerosol o precursor de vapor solo o el material precursor de aerosol mas algunos sabores, medicamentos o materiales similares a ser dispensados por el artfculo para fumar.

El sustrato conductivo tambien se puede caracterizar en relacion con la capacidad de retencion del sustrato en relacion al precursor de aerosol y/u otro material inhalable que se puede anadir al sustrato. La capacidad de retencion del precursor de aerosol se puede evaluar en relacion con la masa de precursor de aerosol retenida por una masa definida del sustrato conductivo carbonizado bajo una fuerza centnfuga aplicada. Por ejemplo, cuando un sustrato conductivo carbonizado de una masa definida se carga con un precursor de aerosol (por ejemplo, glicerol) y luego se centrifuga a una aceleracion gravitacional (g) de 27.000, el sustrato conductivo puede retener una cantidad de precursor de aerosol igual a alrededor del 25% o mayor (preferiblemente alrededor del 30% o mayor, alrededor del 40% o mayor, alrededor del 50% o mayor o alrededor del 55% o mayor) de la masa del sustrato. Por ejemplo, en una realizacion, un sustrato conductivo de 60 mg segun la invencion probado bajo las condiciones definidas puede retener alrededor de 35 mg de glicerol (es decir, una capacidad de retencion de alrededor del 58% en masa).

La cantidad de material precursor de aerosol que se usa dentro del artfculo para fumar es tal que el cigarrillo presenta propiedades sensoriales y organolepticas aceptables y caractensticas de rendimiento deseables. Por ejemplo, es altamente preferido que suficiente material precursor de aerosol, tal como glicerina y/o glicol de propileno, sea empleado a fin de proporcionar la generacion de un aerosol de corriente principal visible que en muchos aspectos se asemeja a la apariencia del humo de tabaco. Tfpicamente, la cantidad de material de generacion de aerosol incorporada en el artfculo para fumar esta en el intervalo de alrededor de 1,5 g o menos, alrededor de 1 g o menos o alrededor de 0,5 g o menos. La cantidad de material precursor de aerosol puede ser dependiente de factores tales como el numero de bocanadas deseadas por cartucho usado con el artfculo para fumar. Es deseable para la composicion de generacion de aerosol no introducir grados significativos de mal sabor

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inaceptable, sensacion de boca vaporosa o una experiencia sensorial en general que sea significativamente diferente de la de un tipo de cigarrillo tradicional que genera humo de corriente principal quemando relleno de corte de tabaco. La seleccion del material generador de aerosol y el material de sustrato particulares, las cantidades de esos componentes usadas y los tipos de material de tabaco usados, se pueden alterar a fin de controlar la composicion qmmica en general del aerosol de corriente principal producido por el artfculo para fumar.

El material precursor de aerosol o precursor de vapor se puede proporcionar en el sustrato en una variedad de configuraciones. Por ejemplo, el material (y cualquier sabor adicional, etc.) se puede aplicar al sustrato de manera que la concentracion del material a lo largo de la longitud del sustrato sea sustancialmente constante (por ejemplo, cuando se divide el sustrato en una pluralidad de segmentos longitudinales, la concentracion total de material en cada segmento individual puede ser sustancialmente similar, tal como que vana en menos del 10%, menos del 5% o menos del 2% en masa). En otras realizaciones, pueden estar presentes a lo largo del sustrato materiales lfquidos en un patron definido. Por ejemplo, el patron puede ser un gradiente en el que la concentracion aumenta o disminuye continuamente a lo largo de la longitud del sustrato. De esta manera, una bocanada individual sobre el artfculo puede proporcionar una cantidad de materiales que vana en relacion con la bocanada previa o siguiente. Cualquier variedad de tales patrones se puede prever a la luz de la presente descripcion y tales variaciones se abarcan por la presente invencion.

La cantidad de aerosol liberada por el artfculo inventivo puede variar. Preferiblemente, el artfculo se configura con una cantidad suficiente del material precursor de aerosol, con una cantidad suficiente de cualquier sustancia inhalable adicional y para funcionar a una temperatura suficiente durante un tiempo suficiente para liberar un contenido deseado de materiales en aerosol durante el curso del uso. El contenido se puede proporcionar en una unica inhalacion del artfculo o se puede dividir para ser proporcionado a traves de un numero de bocanadas desde el artfculo durante una longitud de tiempo relativamente corta (por ejemplo, menos de 30 minutos, menos de 20 minutos, menos de 15 minutos, menos de 10 minutos o menos de 5 minutos). Por ejemplo, el artfculo puede proporcionar nicotina en una cantidad de alrededor de 0,01 mg a alrededor de 0,5 mg, de alrededor de 0,05 mg a alrededor de 0,3 mg o de alrededor de 0,1 mg a alrededor de 0,2 mg por bocanada sobre el artfculo. En otras realizaciones, una cantidad deseada se puede caracterizar en relacion con el contenido de materia de partfculas humeda total dispensada en base a la duracion y volumen de la bocanada. Por ejemplo, el artfculo puede dispensar por lo menos 0,1 mg de materia de partfculas humeda total en cada bocanada, durante un numero de bocanadas definido (como se describe de otro modo en la presente memoria), cuando se fuma bajo condiciones de fumar FTC estandar de bocanadas de 2 segundos, 35 ml. Tal prueba se puede llevar a cabo usando cualquier maquina de fumar estandar. En otras realizaciones, el contenido de materia de partfculas humeda total (WTPM) dispensada bajo las mismas condiciones en cada bocanada (de aproximadamente 2 segundos en duracion) puede ser de por lo menos 1,5 mg, por lo menos 1,7 mg, por lo menos 2,0 mg, por lo menos 2,5 mg, por lo menos 3,0 mg, de alrededor de 1,0 mg a alrededor de 5,0 mg, de alrededor de 1,5 mg a alrededor de 4,0 mg, de alrededor de 2,0 mg a alrededor de 4,0 mg o de alrededor de 2,0 mg a alrededor de 3,0 mg. Tales valores pueden relacionarse con el contenido de material precursor de aerosol que se dispensa solo o en combinacion con cualquier sustancia inhalable adicional que esta siendo dispensada por el artfculo. Con propositos de calculos, un tiempo medio de bocanada de alrededor de 2 segundos puede dispensar un volumen de bocanada de alrededor de 5 ml a alrededor de 100 ml, de alrededor de 15 ml a alrededor de 70 ml, de alrededor de 20 ml a alrededor de 60 ml o de alrededor de 25 ml a alrededor de 50 ml. Tal volumen total de bocanada puede proporcionar, en ciertas realizaciones, el contenido de WTPM descrito previamente. De esta manera, la WTPM que se dispensa se puede caracterizar en relacion al volumen total de bocanada - por ejemplo, de alrededor de 1 mg a alrededor de 4 mg de WTPM en un volumen total de bocanada de alrededor de 25 ml a alrededor de 75 ml. Tal caracterizacion es inclusiva de todos los valores de volumen de bocanada y valores de WTPM descritos de otro modo en la presente memoria. Un artfculo para fumar segun la invencion se puede configurar para proporcionar cualquier numero de bocanadas calculable por la cantidad total de aerosol u otra sustancia inhalable a ser dispensada (o la WTPM total a ser dispensada) dividida por la cantidad a ser dispensada por bocanada. El sustrato conductivo (o pluralidad de sustratos conductivos individuales) se pueden cargar con la cantidad apropiada de precursor de aerosol u otras sustancias inhalables para lograr el numero de bocanadas deseado y/o la cantidad total de material deseada a ser dispensada.

El elemento de calentamiento resistivo se puede caracterizar en relacion con la resistencia del material. Tal resistencia se puede referir a la resistencia en forma no carbonizada (la cual se puede conocer como el sustrato en bruto). La resistencia ademas se puede medir en relacion al estado carbonizado del sustrato (con o sin un material precursor de aerosol asociado con el mismo). Como se describe ademas en la presente memoria, fue sorprendente segun la invencion encontrar que la resistencia del elemento de calentamiento resistivo puede diferir enormemente entre el sustrato en bruto y el sustrato carbonizado. De esta manera, las formulaciones del sustrato en el estado en bruto pueden presentar una resistencia que hace el sustrato inviable en el artfculo para fumar inventivo. Por otra parte, la misma formulacion del sustrato se puede transformar en un elemento de calentamiento resistivo altamente util por la accion de la carbonizacion del sustrato. En realizaciones espedficas, un elemento de calentamiento resistivo formado por un sustrato carbonizado que puede ser util segun la invencion puede tener una resistencia de alrededor de 50 ohmios o menos, de alrededor de 30 ohmios o menos, de alrededor de 25 ohmios o menos, de alrededor de 20 ohmios o menos, de alrededor de 15 ohmios o menos, de alrededor de 10 ohmios o menos o de alrededor de 8 ohmios o menos. En realizaciones particulares, el elemento de calentamiento resistivo que incluye el sustrato carbonizado puede tener una resistencia de alrededor de 0,01 ohmios a alrededor de 50 ohmios, de

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alrededor de 0,05 ohmios a alrededor de 25 ohmios, de alrededor de 0,1 ohmios a alrededor de 10 ohmios, de alrededor de 0,2 ohmios a alrededor de 8 ohmios, de alrededor de 0,5 ohmios a alrededor de 5 ohmios o de alrededor de 1 ohmio a alrededor de 4 ohmios. La resistencia espedficamente se puede evaluar a traves de una longitud base. Por ejemplo, los valores de resistencia precedentes se pueden calcular a traves de un segmento de material que tiene una longitud de segmento de 10 mm. Se puede elegir una longitud base diferente, no obstante, para hacer mediciones de resistencia comparativas.

En realizaciones adicionales, el calentamiento se puede caracterizar en relacion a la cantidad de aerosol a ser generada. Espedficamente, el adculo se puede configurar para proporcionar una cantidad de calor necesaria para generar un volumen definido de aerosol (por ejemplo, de alrededor de 5 ml a alrededor de 100 ml o cualquier otro volumen considerado util en el adculo para fumar, tal como se describe de otro modo en la presente memoria). Ciertamente, la cantidad de calor generado se puede medir en relacion a una bocanada de dos segundos que proporciona alrededor de 35 ml de aerosol a una temperatura de calentador de alrededor de 290°C. En algunas realizaciones, el adculo preferiblemente puede proporcionar de alrededor de 1 a alrededor de 50 Julios de calor por segundo (J/s), de alrededor de 2 J/s a alrededor 40 J/s, de alrededor de 3 J/s a alrededor de 35 J/s o de alrededor de 5 J/s a alrededor de 30 J/s.

A la luz de lo precedente, se puede ver que ciertas combinaciones de materiales y condiciones pueden proporcionar elementos de calentamiento resistivos que son particularmente utiles en los adculos para fumar inventivos. Por ejemplo, elementos de calentamiento resistivo particulares pueden comprender las siguientes combinaciones de materiales, los sustratos que estan carbonizados y los elementos de calentamiento resistivo que tienen una resistencia como se describe de otro modo en la presente memoria:

• un sustrato que comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, metales y combinaciones de los mismos; y por lo menos un polisacarido y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, metales y combinaciones de los mismos; y padculas de carbono; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende grafito; y por lo menos un polisacarido; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende grafito; y padculas de carbon; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, metales y combinaciones de los mismos; por lo menos un polisacarido; y tabaco; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, metales y combinaciones de los mismos; padculas de carbono; y tabaco; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende grafito; por lo menos un polisacarido; y tabaco; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende grafito; padculas de carbono; y tabaco; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo;

• un sustrato que comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, metales y combinaciones de los mismos; y tabaco; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo; y

• un sustrato que comprende grafito; y tabaco; y que tiene un material precursor de aerosol de alcohol poliddrico asociado con el mismo.

Cualquiera de las realizaciones ejemplares precedentes puede incluir ademas uno o mas materiales inhalables (por ejemplo, nicotina u otros saborizantes) combinados con el material precursor de aerosol (es decir, anadidos al sustrato carbonizado o bien por separado o bien en combinacion).

El sustrato conductivo util como un elemento de calentamiento resistivo puede tomar una variedad de formas, configuraciones y geometnas. Debido a la estabilidad estructural del sustrato conductivo carbonizado, el sustrato no solubiliza cuando se carga con un precursor de aerosol. Esto hace posible segun la invencion proporcionar el sustrato conductivo final (incluyendo que se cargue con un precursor de aerosol) en una amplia variedad de formas y tamanos, incluyendo pelfculas delgadas, que proporcionan un calentamiento uniforme y de esta manera produccion uniforme de vapor y/o aerosol. Por consiguiente, el sustrato conductivo final se puede proporcionar de

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una forma sustancialmente ngida. Por otra parte, el sustrato conductivo de esta manera proporciona un calentador resistivo y precursor de aerosol en una forma unica y monolftica.

En ciertas realizaciones, el sustrato conductivo puede ser alargado (es decir, tener una longitud mayor que el diametro medio, espesor medio o anchura media). Espedficamente, el sustrato conductivo puede ser sustancialmente en forma de varilla. En tales realizaciones, el sustrato conductivo puede tener una longitud de alrededor de 5 mm a alrededor de 40 mm, de alrededor de 7,5 mm a alrededor de 35 mm o de alrededor de 10 mm a alrededor de 30 mm. El sustrato conductivo del mismo modo puede tener un diametro medio de alrededor de 0,1 mm a alrededor de 10 mm, de alrededor de 0,2 mm a alrededor de 6 mm, de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 5 mm o de alrededor de 1,5 mm a alrededor de 3 mm. Preferiblemente, el sustrato conductivo tiene un diametro sustancialmente uniforme. En algunas realizaciones, no obstante, el sustrato conductivo puede tener una geometna de seccion transversal no uniforme. En realizaciones adicionales, la seccion transversal del sustrato conductivo puede tener cualquiera de las siguientes formas: redonda, de triangulo, oval, de cuadrado, de rectangulo, en forma de estrella, en forma de Y, en forma de T o similares. Generalmente, cualquier forma alcanzable en un proceso de extrusion a traves de un troquel se puede aplicar al sustrato conductivo de la invencion, aunque se pueden preferir formas que maximizan el area de la superficie. Aun mas, el sustrato conductivo puede incluir aspectos utiles para aumentar el area de la superficie. Por ejemplo, el sustrato conductivo puede incluir un paso central abierto en uno o ambos extremos del sustrato conductivo y/o abierto a una superficie exterior del sustrato conductivo en una o mas ubicaciones. La superficie exterior del sustrato conductivo tambien puede estar conformada para aumentar el area de la superficie, tal como que esta estriada o que tiene cavidades u otras hendiduras formadas en la misma.

El sustrato del elemento de calentamiento resistivo puede ser el material resultante de cualquier metodo de preparacion util. Por ejemplo, el sustrato puede ser un material extruido. En otras realizaciones, el sustrato puede estar en forma no extruida (es decir, puede estar moldeado, prensado, cortado, etc.). Aun mas, el sustrato puede ser aglomerado, granulado o en cualquier forma de partfculas adicionales que tienen un tamano de partfcula media en el intervalo de alrededor de 0,1 mm a alrededor de 5 mm, de alrededor de 0,25 mm a alrededor de 4,5 mm o de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 4 mm. En otras realizaciones, el tamano medio de partfcula puede ser de alrededor de 5 mm o menos, de alrededor de 4 mm o menos, de alrededor de 3 mm o menos, de alrededor de 2 mm o menos o de alrededor de 1 mm o menos. El sustrato de partfculas se puede llenar en un recipiente adecuado (por ejemplo, un tubo u otro recipiente conformado de tamano adecuado para su uso en el artfculo para fumar inventivo y que esta formado de un material que es sustancialmente poroso para permitir que el aerosol formado escape del mismo) o se puede compactar de otro modo en un cuerpo unitario, tal como a traves de la combinacion con un aglutinante adecuado.

Aun en otras realizaciones, el sustrato puede estar en forma de lamina. Tal lamina se puede cortar a medida para su uso en el dispositivo para fumar inventivo. Alternativamente, la lamina se puede enrollar, tal como para estar sustancialmente en forma de tubo. Aun mas, el sustrato conductivo se puede formar de una pluralidad de sustratos conductivos individuales. Por ejemplo, 2 o mas, 3 o mas, 4 o mas, 5 o mas, 6 o mas, 7 o mas, 8 o mas, 9 o mas o 10 o mas sustratos conductivos individuales (tales como varillas individuales) se pueden agrupar o combinar de otro modo para formar el sustrato conductivo general. De manera similar, una pluralidad de sustratos conductivos individuales, tales como en forma de discos individuales de espesor y diametro variables, se pueden proporcionar como el sustrato conductivo general. En realizaciones ejemplares, tal pluralidad de sustratos conductivos individuales se puede proporcionar en serie en el aparato para fumar. Configuraciones ejemplares de sustratos conductivos segun la invencion se describen ademas mas adelante en relacion a diversas ilustraciones.

La provision de una pluralidad de sustratos conductivos individuales puede ser ventajosa para proporcionar un numero de cargas del material precursor de aerosol y/o para mejorar la consistencia del aerosol dispensado y la consistencia de los requisitos de potencia para formar el aerosol. Como tal, los sustratos conductivos individuales se pueden conectar individualmente a los componentes de control y la fuente de alimentacion de manera que menos que todos los sustratos conductivos individuales se alimenten para la produccion de aerosol en un unico momento. Por ejemplo, un sustrato conductivo unico se puede configurar para proporcionar aproximadamente 8-10 bocanadas de dos segundos de duracion - es decir, el equivalente a aproximadamente un cigarrillo convencional. De esta manera, por ejemplo, un artfculo para fumar segun la invencion puede proporcionar el numero de bocanadas equivalente a cinco cigarrillos convencionales incluyendo cinco sustratos conductivos individuales. Otras iteraciones tambien se abarcan y se pueden disenar en base al numero de sustratos conductivos individuales presentes y el numero de bocanadas proporcionadas por cada sustrato conductivo individual.

Aunque puede ser preferido para el material electricamente conductivo y el por lo menos un aditivo carbonoso a ser mezclado, no se excluyen necesariamente otras realizaciones. Por ejemplo, el material electricamente conductivo puede estar en forma de un nucleo que esta rodeado sustancialmente por el por lo menos un aditivo carbonoso (que puede estar en forma de una lamina). Alternativamente, el material electricamente conductivo puede estar en forma de una envoltura que rodea sustancialmente un nucleo que comprende el por lo menos un aditivo carbonoso. Otras configuraciones de combinaciones de los componentes del elemento de calentamiento resistivo se abarcan igualmente por la presente descripcion.

El elemento de calentamiento resistivo preferiblemente esta en conexion electrica con la fuente de alimentacion del artfculo para fumar de manera que se puede proporcionar energfa electrica al elemento de calentamiento resistivo

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para producir calor y posteriormente formar aerosol del material precursor de aerosol y cualquier otra sustancia inhalable proporcionada por el ardculo para fumar. Tal conexion electrica puede ser permanente (por ejemplo, cableada) o puede ser desmontable (por ejemplo, en la que el elemento de calentamiento resistivo se proporciona en un cartucho que se puede unir a y desmontar de un cuerpo de control que incluye la fuente de alimentacion).

Ademas de lo precedente, la presente invencion tambien proporciona metodos de preparacion de un elemento de calentamiento resistivo que se puede usar en un artfculo para fumar u otro dispositivo en el que el calentamiento se usa para volatilizar un material para dispensar a un consumidor a traves de inhalacion. Generalmente, el metodo puede comprender combinar un material electricamente conductivo con por lo menos un aditivo carbonoso para formar un sustrato en el que, despues de que se combinan los materiales, el aditivo carbonoso esta en un estado carbonizado. La carbonizacion puede comprender calentar el aditivo carbonoso para expulsar por lo menos una porcion de los componentes sin carbon del aditivo. Mas espedficamente, la carbonizacion puede comprender calentar a una temperatura de alrededor de 250°C o mayor, de alrededor de 300°C o mayor, de alrededor de 350°C o mayor, de alrededor de 400°C o mayor o de alrededor de 500°C o mayor. El calentamiento se puede llevar a cabo durante un tiempo de alrededor de l0 minutos o mayor, de alrededor de 30 minutos o mayor, de alrededor de 60 minutos o mayor, de alrededor de 90 minutos o mayor o de alrededor de 120 minutos o mayor. Tal calentamiento puede tener lugar en cualquier calentador util para alcanzar las temperaturas senaladas, tal como un horno Barnstead Thermolyne 62700. La carbonizacion particularmente puede seguir con la intensificacion de calentamiento en el que la temperatura se eleva incrementalmente hasta que se alcanza la temperatura maxima de calcinacion. Por ejemplo, la intensificacion de la temperatura para calcinaciones puede estar a una tasa de alrededor de 1°C/minuto a alrededor de 20°C/minuto, de alrededor de 2°C/minuto a alrededor de 15°C/minuto o de alrededor de 5°C/minuto a alrededor de 10°C/minuto. Preferiblemente, la carbonizacion se puede llevar a cabo en una atmosfera inerte.

La carbonizacion del aditivo carbonoso se puede llevar a cabo anterior a la combinacion con el material electricamente conductivo. Alternativamente, la carbonizacion se puede llevar a cabo despues de la combinacion con el material electricamente conductivo. El sustrato formado de la combinacion del material electricamente conductivo y el por lo menos un material carbonoso (en el estado carbonizado) puede tener un material precursor de aerosol asociado con el mismo para formar el elemento de calentamiento resistivo final.

En ciertas realizaciones, puede ser ventajoso combinar el material electricamente conductivo con por lo menos un aditivo carbonoso anterior a cualquier carbonizacion. Por ejemplo, todos los ingredientes secos usados en la formacion del sustrato se pueden combinar inicialmente. Combinar puede comprender, por ejemplo, la mezcla de los materiales durante un tiempo definido - por ejemplo, de alrededor de 5 minutos o mayor, de alrededor de 10 minutos o mayor, de alrededor de 15 minutos o mayor, de alrededor de 30 minutos o mayor, de alrededor de 1 hora o mayor o de alrededor de 2 horas o mayor. Mezclar puede ser deseable por uniformidad de la combinacion para asegurar que el material electricamente conductivo se disperse sustancialmente por igual por todo el sustrato formado. Mezclar tambien puede comprender anadir un lfquido a la combinacion de materiales. El lfquido, tal como agua, se puede proporcionar de manera que la mezcla tenga un contenido de humedad de alrededor del 10% o mayor, de alrededor del 15% o mayor, de alrededor del 20% o mayor o de alrededor del 25% o mayor. Lfquidos ejemplares adicionales que se pueden usar para anadir humedad a la mezcla y/o para formar una consistencia tipo masa pueden incluir polioles, tales como glicerol y glicol de propileno. La combinacion formada de materiales se puede conocer como un sustrato intermedio. El sustrato intermedio se puede caracterizar como que es una masa plastica. Esto puede significar particularmente que la masa del sustrato intermedio puede ser en forma en que la masa del sustrato pueda sostener deformacion continuamente en cualquier direccion sin ruptura.

Como ejemplo, el sustrato intermedio puede ser en forma en que se puede extrudir a traves de un troquel adecuado de manera que el sustrato intermedio este en forma de un material extruido. Tal material extruido puede tener una forma alargada - por ejemplo, sustancialmente en forma de varilla. La extrusion puede ser util para dotar el sustrato intermedio con una forma uniforme y dimensiones uniformes, en particular el diametro. Por supuesto, la extrusion puede ser util para formar una variedad de formas, incluyendo aglomerados, granulos y piezas alargadas con formas de seccion transversal diversas. Aun mas, la formacion del sustrato intermedio puede incluir la formacion del material en una lamina de espesor definido - por ejemplo, de alrededor de 0,1 mm a alrededor de 7 mm, de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 5 mm o de alrededor de 0,1 mm a alrededor de 2,5 mm. Tal formacion puede incluir moldeado, corte y otros metodos. Las laminas formadas particularmente se pueden enrollar para formar sustratos intermedios sustancialmente en forma de tubo. El sustrato tambien se puede extrudir conjuntamente para proporcionar secciones interiores y exteriores que puedan proporcionar diferentes propiedades. Por ejemplo, una seccion de un sustrato conductivo se puede formar de un material mas o menos poroso, mas o menos conductivo o similar, en comparacion a una segunda seccion del sustrato conductivo.

Si se desea, el sustrato intermedio se puede formar con un paso a traves del mismo. Por ejemplo, el troquel de extrusion se puede construir para extrudir un filamento continuo con un paso central a traves del mismo. El paso se puede dimensionar con el fin de permitir la aspiracion del aire a traves del paso cuando el elemento de calentamiento resistivo se incorpora en un artfculo para fumar como se describe en la presente memoria. El paso central puede tener un diametro medio que es proporcional al diametro medio del elemento de calentamiento general. Por ejemplo, el diametro medio del paso central puede ser de alrededor del 1% a alrededor del 90%, de

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alrededor del 5% a alrededor del 75%, de alrededor del 10% a alrededor del 50% o de alrededor del 15% a alrededor del 40% del diametro medio del sustrato carbonizado en el elemento de calentamiento resistivo.

Incluso mas, el material electricamente conductivo y el aditivo carbonoso se pueden procesar por separado (es decir, sin mezclar) para formar el sustrato intermedio. Por ejemplo, el paso de combinacion puede comprender proporcionar al material electricamente conductivo la forma de un nucleo (por ejemplo, como una varilla alargada o similar o como una masa de partfculas) y el nucleo puede estar rodeado sustancialmente por un aditivo carbonoso. En tales realizaciones, el aditivo carbonoso se puede proporcionar en una consistencia sustancialmente de tipo masa. El material electricamente conductivo ademas se puede combinar con un aglutinante de manera que el material electricamente conductivo y el aditivo carbonoso se puedan proporcionar por separado y ser extruidos conjuntamente para hacer la forma deseada. Tal tambien se podna usar en un metodo en el que la combinacion pueda comprender proporcionar el material electricamente conductivo en forma de una envoltura que rodea sustancialmente un nucleo que comprende el aditivo carbonoso.

El sustrato intermedio se puede procesar ademas para la carbonizacion del material carbonoso. Espedficamente, la carbonizacion puede comprender el calentamiento durante un periodo de tiempo definido a una temperatura como se trato anteriormente. A partir de entonces, la combinacion de materiales se puede conocer como un sustrato carbonizado. Anterior a la carbonizacion, el sustrato intermedio formado puede someterse a uno o mas pasos de secado para reducir el contenido de humedad inherente. Por ejemplo, el sustrato se puede secar a una temperatura ambiente durante un tiempo de alrededor de 10 minutos a alrededor de 120 minutos, de alrededor de 20 minutos a alrededor de 150 minutos o de alrededor de 30 minutos a alrededor de 90 minutos. Tal secado se puede usar para estabilizar el material anterior a cortarlo. Las longitudes de corte del sustrato formado se pueden secar ademas a una temperatura de hasta alrededor de 50°C, de hasta alrededor de 40°C o de hasta alrededor de 35°C durante un tiempo de alrededor de 1 hora a alrededor de 48 horas, de alrededor de 4 horas a alrededor de 36 horas o de alrededor de 8 horas a alrededor de 24 horas anterior a la carbonizacion.

En algunas realizaciones, el sustrato carbonizado puede comprender algun contenido del componente volatilizable y puede no ser requerido ningun tratamiento adicional. Tfpicamente, la carbonizacion (o calcinacion) del material carbonoso, no obstante, aleja sustancialmente todos los componentes volatiles del material carbonoso dejando principalmente solamente el esqueleto de carbon del material. De esta manera, en algunas realizaciones, el metodo puede comprender ademas la asociacion de un material precursor de aerosol con el sustrato carbonizado para formar el elemento de calentamiento resistivo. Tal paso de asociacion puede comprender cualquier medio de combinacion del material precursor de aerosol con el sustrato carbonizado de una manera en la que el material precursor de aerosol se puede volatilizar tras el calentamiento resistivo del sustrato para formar un aerosol. Espedficamente, el material precursor de aerosol se puede recubrir sobre el sustrato, pulverizar en el sustrato o aplicar al sustrato sumergiendo el sustrato en el material precursor de aerosol. El material precursor de aerosol se puede depositar al vado sobre el sustrato a o por encima de la temperatura ambiente. Tal asociacion puede ser a traves de un mecanismo de recubrimiento, un mecanismo de adsorcion o y un mecanismo de absorcion. Si se desea, el exceso de material precursor de aerosol se puede retirar del sustrato, tal como mediante centrifugacion.

El elemento calentamiento resistivo se puede formar usando pasos de procesamiento adicionales, tales como cortar el material en longitudes definidas para uso en un artfculo para fumar. Tal procesamiento adicional se puede aplicar al sustrato intermedio o al sustrato carbonizado. De esta manera, a la luz de la descripcion precedente, es evidente que un elemento de calentamiento resistivo que proporciona un calentador integral y un sustrato de formacion de aerosol se puede proporcionar para la combinacion con los componentes adicionales tratados anteriormente para formar un artfculo para fumar util.

Aunque una variedad de materiales para uso en un artfculo para fumar segun la presente invencion se han descrito anteriormente - tales como calentadores, batenas, condensadores, componentes de conmutacion, formadores de aerosol y similares, la invencion no se debena interpretar como que esta limitada solamente a las realizaciones ejemplificadas. Mas bien, un experto en la tecnica puede reconocer en base a la presente descripcion componentes similares en el campo que se pueden intercambiar con cualquier componente espedfico de la presente invencion. Por ejemplo el documento EE.UU. N° 5.261.424 de Sprinkel, Jr. describe sensores piezoelectricos que se pueden asociar con la boquilla de un dispositivo para detectar la actividad de los labios del usuario asociada con tomar una aspiracion y luego desencadenar el calentamiento; el documento EE.UU. N° 5.372.148 de McCafferty et al. describe un sensor de bocanada para controlar el flujo de energfa en una disposicion de carga de calentamiento en respuesta a la cafda de presion a traves de una embocadura; el documento EE.UU. N° 5.967.148 de Harris et al. describe receptaculos en un dispositivo para fumar que incluye un identificador que detecta una no uniformidad en la transmisividad de infrarrojos de un componente insertado y un controlador que ejecuta una rutina de deteccion a medida que se inserta el componente en el receptaculo; el documento EE.uU. N° 6.040.560 de Fleischhauer et al. describe un ciclo de potencia ejecutable definido con multiples fases diferenciales; el documento EE.UU. N° 5.934.289 de Watkins et al. describe componentes fotonicos optronicos; el documento EE.UU. N° 5.954.979 de Counts et al. describe medios para alterar la resistencia de aspiracion a traves del dispositivo para fumar; el documento EE.UU. N° 6.803.545 de Blake et al. describe configuraciones de batena espedficas para uso en dispositivos para fumar; el documento EE.UU. N° 7.293.565 de Griffen et al. describe diversos sistemas de carga para uso con dispositivos para fumar; el documento US 2009/0320863 de Fernando et al. describe medios de interfaz de ordenadores para dispositivos para fumar para facilitar la carga y permitir un control por ordenador del

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dispositivo; el documento US 2010/0163063 de Fernando et al. describe sistemas de identificacion para dispositivos para fumar; y el documento WO 2010/003480 de Flink describe un sistema de deteccion de flujo de fluido indicativo de una bocanada en un sistema de generacion de aerosol.

Ejemplos adicionales de componentes relacionados con artfculos de dispensacion de aerosol electronicos y la descripcion de materiales o componentes que se pueden usar en el presente artfculo incluyen la Patente de EE.UU. N° 4.735.217 de Gerth et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.249.586 de Morgan et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.666.977 de Higgins et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.053.176 de Adams et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.164.287 de White; la Patente de EE.UU. N° 6.196.218 de Voges; la Patente de EE.UU. N° 6.810.883 de Felter et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.854.461 de Nichols; la Patente de EE.UU. N° 7.832.410 de Hon; la Patente de EE.UU. N° 7.513.253 de Kobayashi; la Patente de EE.UU. N° 7.896.006 de Hamano; la Patente de EE.UU. N° 6.772.756 de Shayan; las Publicaciones de Patentes de EE.UU. N° 2009/0095311, 2006/0196518, 2009/0126745 y 2009/0188490 de Hon; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2009/0272379 de Thorens et al.; las Publicaciones de Patentes de EE.UU. N° 2009/0260641 y 2009/0260642 de Monsees et al.; las Publicaciones de Patentes de EE.UU. N° 2008/0149118 y 2010/0024834 de Oglesby et al.; la Publicacion de Patente de EE.UU. N° 2010/0307518 de Wang; y el documento Wo 2010/091593 de Hon. Una variedad de los materiales descritos por los documentos precedentes se pueden incorporar en los dispositivos presentes en diversas realizaciones.

Aunque un artfculo segun la invencion puede asumir una variedad de realizaciones, como se trata en detalle mas adelante, el uso del artfculo por un consumidor sera similar en su alcance. En particular, el artfculo se puede proporcionar como una unica unidad o como una pluralidad de componentes que se combinan por el consumidor para su uso y luego se desmontan por el consumidor a partir de entonces. Generalmente, un artfculo para fumar segun la invencion puede comprender una primera unidad que es acoplable y desacoplable con una segunda unidad, la primera unidad que comprende el elemento de calentamiento resistivo y la segunda unidad que comprende la fuente de alimentacion electrica. En algunas realizaciones, la segunda unidad ademas puede comprender uno o mas componentes de control que accionan o regulan el flujo de corriente desde la fuente de alimentacion electrica. La primera unidad puede comprender un extremo distal que se acopla a la segunda unidad y un extremo proximal opuesto que incluye una embocadura con una abertura en un extremo proximal de la misma. La primera unidad puede comprender una apertura de trayectoria de flujo de aire en la embocadura de la primera unidad y la trayectoria de flujo de aire puede proporcionar un paso del aerosol formado a partir del elemento de calentamiento resistivo en la embocadura. En realizaciones preferidas, la primera unidad puede ser desechable. Del mismo modo, la segunda unidad puede ser reutilizable.

Mas espedficamente, un artfculo para fumar segun la invencion puede tener un cuerpo de control reutilizable que es sustancialmente cilmdrico en su forma que tiene un extremo de conexion y un extremo cerrado opuesto. El extremo cerrado del alojamiento de control puede incluir uno o mas indicadores de uso activo del artfculo. El artfculo ademas puede comprender un cartucho con un extremo de conexion que acopla el extremo de conexion del cuerpo de control y con una boquilla opuesta. Para usar el artfculo, el consumidor puede conectar un extremo de conexion del cartucho al extremo de conexion del cuerpo de control o de otro modo combinar el cartucho con el cuerpo de control de manera que el artfculo sea operable como se trata en la presente memoria. En algunas realizaciones, los extremos de conexion del cuerpo de control y el cartucho pueden estar roscados para un acoplamiento de tipo tornillo. En otras realizaciones, los extremos de conexion pueden tener un acoplamiento de tipo encaje a presion.

Durante su uso, el consumidor inicia el calentamiento del elemento de calentamiento resistivo que incluye el material precursor de aerosol y cualquier sustancia inhalable adicional. Tal calentamiento libera por lo menos una porcion del material precursor de aerosol en forma de un aerosol (que puede incluir cualquier sustancia inhalable adicional incluida con el mismo) y tal aerosol se proporciona dentro de un espacio dentro del cartucho que esta en comunicacion fluida con la boquilla del cartucho. Cuando el consumidor inhala sobre la boquilla del cartucho, el aire se aspira a traves del cartucho y la combinacion del aire aspirado y el aerosol se inhala por el consumidor a medida que los materiales aspirados salen de la boquilla del cartucho a la boca del consumidor. Para iniciar el calentamiento, el consumidor puede accionar un pulsador, sensor capacitivo o componente similar que hace que el elemento de calentamiento resistivo reciba energfa electrica de la batena u otra fuente de energfa (tales como un condensador). La energfa electrica se puede suministrar durante una longitud de tiempo predeterminada o se puede controlar manualmente. Preferiblemente, el flujo de energfa electrica no pasa sustancialmente entre medias de las bocanadas en el artfculo (aunque el flujo de energfa puede pasar para mantener una temperatura de referencia mayor que la temperatura ambiente - por ejemplo, una temperatura que facilita un calentamiento rapido a la temperatura de calentamiento activo). En realizaciones adicionales, el calentamiento se puede iniciar por la accion de la bocanada del consumidor a traves del uso de varios sensores, como se describe de otro modo en la presente memoria. Una vez que se interrumpe la bocanada, el calentamiento se detendra o se reducira. Cuando el consumidor haya tomado un numero suficiente de bocanadas para haber liberado una cantidad suficiente de la sustancia inhalable (por ejemplo, una cantidad suficiente para equiparar a una experiencia de fumar tfpica), el cartucho se puede retirar del alojamiento de control y desechar. Se puede proporcionar una indicacion de que el cartucho esta gastado (es decir, el material precursor de aerosol se ha retirado sustancialmente por el consumidor). En algunas realizaciones, un unico cartucho puede proporcionar mas de una unica experiencia de fumar y de esta manera puede proporcionar un contenido suficiente de material precursor de aerosol para simular tanto como un paquete completo de cigarrillos convencionales o incluso mas. Del mismo modo, una pluralidad de sustratos

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conductivoes individuales se puede proporcionar en un unico artfculo para fumar para proporcionar un numero definido de bocanadas, equivalentes de cigarrillos convencionales o similares.

La descripcion anterior de uso del artfculo se puede aplicar a las diversas realizaciones descritas a traves de modificaciones menores, que pueden ser evidentes para los expertos en la tecnica a luz de la descripcion adicional proporcionada en la presente memoria. La descripcion anterior de uso, no obstante, no se pretende que limite el uso del artfculo inventivo sino que se proporciona para cumplir con todos los requisitos necesarios de la descripcion de la presente invencion.

Con referencia ahora a la FIG. 1, un artfculo para fumar 10 segun la invencion generalmente puede comprender una carcasa 15 y una pluralidad de componentes proporcionados dentro de la carcasa. El artfculo se puede caracterizar como que tiene una boquilla 11 (es decir, el extremo sobre el cual un consumidor puede aspirar para inhalar aerosol del artfculo) y un extremo distal 12. El artfculo ilustrado se proporciona como un unico dispositivo unitario (no obstante, la lmea A indica una demarcacion opcional por la cual el dispositivo puede ser dos componentes separados que se unen entre sf, o bien de forma desmontable o bien permanentemente, tal como mediante encolado). Como sera evidente a partir de la descripcion adicional en la presente memoria, puede ser preferible para realizaciones adicionales del artfculo estar formado por dos o mas unidades desmontables, cada una que aloja componentes separados del artfculo. Los diversos componentes mostrados en la realizacion de la FIG. 1 pueden estar presentes en otras realizaciones, incluyendo realizaciones formadas de multiples unidades.

El artfculo 10 segun la invencion puede tener una forma general que se puede definir como que es sustancialmente de tipo varilla o sustancialmente de forma tubular o sustancialmente de forma cilindrica. Como se ilustra en la FIG. 1, el artfculo tiene un seccion transversal sustancialmente redonda; no obstante, otras formas de seccion transversal (por ejemplo, oval, de cuadrado, de triangulo, etc.) tambien se abarcan por en la presente descripcion. Tal lenguaje que es descriptivo de la forma ffsica del artfculo tambien se puede aplicar a las unidades individuales del artfculo en realizaciones que comprenden multiples unidades, tal como un cuerpo de control y un cartucho.

La carcasa 15 del artfculo para fumar 10 puede estar formada de cualquier material adecuado para formar y mantener una conformacion apropiada, tal como una forma tubular y para retener en la misma los componentes adecuados del artfculo. La carcasa puede estar formada de una unica pared, como se muestra en FIG. 1. En algunas realizaciones, la carcasa puede estar formada de un material (natural o sintetico) que es resistente al calor para mantener su integridad estructural - por ejemplo, no se degrada - por lo menos a una temperatura que es la temperatura de calentamiento proporcionada por el elemento de calentamiento resistivo, como se trata ademas en la presente memoria. En algunas realizaciones, se puede usar un polfmero resistente al calor. En otras realizaciones, la carcasa puede estar formada de papel, tal como un papel que esta sustancialmente en forma de pajita. Como se trata ademas en la presente memoria, la carcasa, tal como un tubo de papel, puede tener una o mas capas asociadas con la misma que funcionan para evitar sustancialmente el movimiento de vapor a traves del mismo. En un ejemplo, una capa de papel aluminio se puede laminar a una superficie de la carcasa. Tambien se pueden usar materiales ceramicos. En realizaciones adicionales, se puede incluir una capa aislante 70, espedficamente en el area de la carcasa donde esta presente el elemento de calentamiento resistivo 50, para no alejar innecesariamente el calor del elemento de calentamiento resistivo. La capa aislante, no obstante, puede estar presente en otras areas del artfculo (incluyendo sustancialmente la longitud entera del artfculo). Por ejemplo, en realizaciones en las que el artfculo comprende un cuerpo de control y un cartucho separado, el cuerpo de control puede incluir una capa aislante, si se desea. La capa aislante 70 se puede formar de papel u otro material fibroso, tal como una celulosa. Ademas, la carcasa 15 puede incluir una envoltura 115 (como se ilustra en la FIG. 7c) en por lo menos una porcion de la misma, tal como en la boquilla 11 del artfculo y tal envoltura tambien puede estar formada de multiples capas. La envoltura puede ser, por ejemplo, un papel de liar tfpico de un cigarrillo. La envoltura puede comprender en particular un material usado tfpicamente en un elemento de filtro de un cigarrillo convencional, tal como acetato de celulosa y de esta manera puede funcionar para proporcionar la sensacion de un cigarrillo convencional en la boca de un consumidor. Tipos ejemplares de materiales de envoltura, componentes de material de envoltura y materiales de envoltura tratados que se pueden usar en una envoltura en la presente invencion se describen en la Patente de EE.UU. N° 5.105.838 de White et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.271.419 de Arzonico et al.; la Patente de EE.UU. N° 5.220.930 de Gentry; la Patente de EE.UU. N° 6.908.874 de Woodhead et al.; la Patente de EE.UU. N° 6.929.013 de Ashcraft et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.195.019 de Hancock et al.; la Patente de EE.UU. N° 7.276.120 de Holmes; la Patente de EE.UU. N° 7.275.548 de Hancock et al.; el documento PCT WO 01/08514 de Fournier et al.; y el documento PCT WO 03/043450 de Hajaligol et al.

Materiales de envoltura representativos estan disponibles comercialmente como R.J. Reynolds Tobacco Company Grados 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 y 680 de Schweitzer-Maudit International. La porosidad del material de envoltura puede variar y frecuentemente esta entre alrededor de 5 unidades CORESTA y alrededor de 30.000 unidades CORESTA, a menudo esta entre alrededor de 10 unidades CORESTA y alrededor de 90 unidades CORESTA y frecuentemente esta entre alrededor de 8 unidades CORESTA y alrededor de 80 unidades CORESTA.

Para maximizar la dispensacion de aerosol y sabor la cual de otro modo se puede diluir por infiltracion de aire radial (es decir, exterior) a traves de la carcasa 15, una o mas capas de papel de cigarrillo no poroso se puede usar para envolver el artfculo (con o sin la envoltura presente). Ejemplos de papel de cigarrillo no poroso util estan disponibles

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comercialmente en Kimberly-Clark Corp. como KC-63-5, P878-5, P878-16-2 y 780-63-5. Preferiblemente, la envoltura es un material que es sustancialmente impermeable al vapor formado durante el uso del artfculo inventivo. Si se desea, la envoltura (o la carcasa si la envoltura esta ausente) puede comprender un material de carton resiliente, carton forrado con papel de aluminio, metal, materiales polimericos o similares y este material se puede circunscribir por una envoltura de papel de cigarrillo. Por otra parte, el artfculo 10 puede incluir un papel de emboquillar que circunscribe el artfculo y opcionalmente se puede usar para unir un material de filtro al artfculo.

La carcasa 15, cuando esta formada de una unica capa, puede tener un espesor de alrededor de 0,2 mm a alrededor de 5,0 mm, de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 4,0 mm, de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 3,0 mm o de alrededor de 1,0 mm a alrededor de 3,0 mm. La adiccion de capas adicionales, como se trato anteriormente, puede anadirse al espesor de la carcasa. Tipos de componentes y materiales ejemplares adicionales que se pueden usar para proporcionar las funciones descritas anteriormente o ser usados como alternativas a los materiales y componentes senalados anteriormente pueden ser los de los tipos expuestos en la Publicacion de EE.UU. N° 2010/00186757 de Crooks et al.; la Publicacion de EE.UU. N° 2011/0041861 de Sebastian et al.

Como se ve en la realizacion de la FIG. 1, el artfculo para fumar 10 incluye un componente de control electronico 20, un sensor de flujo 30 y una batena 40 y estos componentes se pueden colocar en una variedad de ordenes dentro del artfculo. Aunque no se muestra expresamente, se entiende que el artfculo 10 puede incluir cableado segun sea necesario para proporcionar potencia desde la batena 40 a los componentes adicionales y para interconectar los componentes para el funcionamiento apropiado de las funciones necesarias proporcionadas por el artfculo. El artfculo 10 ademas incluye un elemento de calentamiento resistivo 50 como se describe en la presente memoria. El elemento de calentamiento resistivo 50 esta en conexion electrica con la batena 40. Por ejemplo, el elemento de calentamiento resistivo 50 puede incluir los terminales 51 (ilustrados como que estan colocados en los extremos opuestos del elemento de calentamiento) para facilitar la formacion de un circuito electrico cerrado con el flujo de corriente a traves del elemento de calentamiento. Se puede incluir cableado adicional (no ilustrado) para proporcionar las conexiones electricas necesarias dentro del artfculo. En realizaciones espedficas, el artfculo 10 se puede conectar con un circuito electrico de manera que el componente de control 20 entregue, controle o de otro modo module la potencia de la batena 40 para excitar el elemento de calentamiento resistivo 50 segun uno o mas algoritmos definidos, tal como ya se describio anteriormente. Tal circuito electrico puede incorporar espedficamente el sensor de flujo 30 de manera que el artfculo 10 este activo solamente en los momentos de uso por el consumidor. Por ejemplo, cuando un consumidor toma una bocanada sobre el artfculo 10, el sensor de flujo detecta la bocanada y el componente de control entonces se activa para dirigir la potencia a traves del artfculo de manera que el elemento de calentamiento resistivo 50 produzca calor y de esta manera proporcione aerosol para inhalacion por el consumidor. El algoritmo de control puede requerir potencia al elemento de calentamiento resistivo 50 para hacer un ciclo y de esta manera mantener una temperatura definida. El algoritmo de control, por lo tanto, se puede programar para desactivar automaticamente el artfculo 10 y suspender el flujo de potencia a traves del artfculo despues de un lapso de tiempo definido sin una bocanada por un consumidor. Por otra parte, el artfculo puede incluir un sensor de temperatura para proporcionar realimentacion al componente de control. Tal sensor puede estar, por ejemplo, en contacto directo con el elemento de calentamiento resistivo 50. Se pueden usar medios de deteccion de temperatura alternativos, tales como depender de los componentes de control logico para evaluar la resistencia a traves del elemento de calentamiento resistivo y correlacionar tal resistencia a la temperatura del elemento. En otras realizaciones, el sensor de flujo 30 se puede sustituir por componentes apropiados para proporcionar medios de deteccion alternativos, tales como deteccion capacitiva, como se describe de otro modo en la presente memoria. Se puede incorporar cualquier variedad de sensores y combinaciones de los mismos, como ya se describio en la presente memoria. Aun mas, se pueden incluir uno o mas botones de control 16 para permitir un accionamiento manual por un consumidor para obtener una variedad de funciones, tales como el encendido y apagado del artfculo 10, encender el elemento de calentamiento 50 para generar un vapor o aerosol para inhalacion o similares.

Adicionalmente, el artfculo puede incluir uno o mas indicadores de estado 19 colocados en la carcasa 15. Tales indicadores, como se trato anteriormente, pueden mostrar el numero de bocanadas tomadas o restantes del artfculo, pueden ser indicativos de un estado activo o inactivo, pueden encenderse en respuesta a una bocanada o similar. Aunque se ilustran seis indicadores, pueden estar presentes mas o menos indicadores y los indicadores pueden asumir diferentes formas y pueden ser simplemente una abertura simple en la carcasa (tal como para la liberacion del sonido cuando tales indicadores estan presentes).

Como se ilustra en la realizacion de la FIG. 1, un sustrato secundario 53 se muestra en las proximidades del elemento de calentamiento 50 y preferiblemente puede estar en contacto directo con el mismo de manera que el calor producido por el elemento de calentamiento resistivo causa la formacion de vapor a medida que se liberan desde el sustrato el precursor de aerosol y cualquier material inhalable adicional. Una variedad de materiales de sustrato se pueden usar en la formacion del sustrato secundario 53. Como se describe ademas en la presente memoria, puede ser ventajoso para el elemento de calentamiento 50 y el sustrato secundario 53 ser combinados en un unico componente y tal combinacion del componente se describe en relacion con figuras adicionales mas adelante.

Como tambien se ve en la realizacion de la FIG. 1, el artfculo 10 incluye una cavidad abierta que rodea el elemento de calentamiento resistivo 50 (y el sustrato secundario 53). Tal cavidad abierta proporciona un volumen para la liberacion del aerosol desde el sustrato secundario 53. El artfculo tambien incluye una abertura de la boca 18 en la

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boquilla 11 para permitir la retirada del aerosol desde la cavidad alrededor del elemento de calentamiento resistivo 50. Aunque no se muestra expresamente en la ilustracion de la FIG. 1, el ardculo puede incluir un material de filtro (tal como acetato de celulosa o polipropileno) en la boquilla del mismo para aumentar la integridad estructural de la misma y/o para proporcionar capacidad de filtrado, si se desea, y/o para proporcionar resistencia a la aspiracion. Por ejemplo, un artfculo segun la invencion puede presentar una cafda de presion de alrededor de 50 a alrededor de 250 mm de cafda de presion de agua a 17,5 cc/segundo de flujo de aire. En realizaciones adicionales, la cafda de presion puede ser de alrededor de 60 mm a alrededor de 180 mm o de alrededor de 70 mm a alrededor de 150 mm. El valor de cafda de presion se puede medir usando una Filtrona Filter Test Station (CTS Series) disponible en Filtrona Instruments and Automation Ltd o un Quality Test Module (QTM) disponible en la Cerulean Division of Molins, PLC. Para facilitar el flujo de aire a traves del artfculo, se puede proporcionar una toma de aire 17 y puede comprender sustancialmente una apertura en la carcasa 15 que permite el flujo de aire al interior del ardculo. Se puede proporcionar una pluralidad de tomas de aire y las tomas de aire se pueden colocar en cualquier ubicacion aguas arriba de la boquilla del artfculo de manera que el aire desde la toma de aire puede mezclarse con y facilitar la retirada del aerosol formado desde la cavidad alrededor del elemento de calentamiento resistivo/sustrato y a traves de la abertura en la boquilla del artfculo. Aunque no se ilustra, si se desea, los elementos estructurales se pueden proporcionar dentro del artfculo a fin de aislar eficazmente uno o mas componentes dentro del artfculo del aire que fluye desde la toma de aire a la abertura en la boquilla. En otras palabras, se puede proporcionar una trayectoria de flujo de aire definida y tal trayectoria de flujo de aire definida puede evitar sustancialmente que el aire que fluye a traves de la trayectoria de flujo de aire entre en contacto ffsico con uno o ambos de la batena 40 y el componente de control 20. Como se ilustra en la FIG. 1, el aire tomado a traves de la toma de aire 17 pasa el sensor de flujo 30 antes de entrar en la cavidad que rodea el elemento de calentamiento/sustrato de manera que la activacion del sensor de flujo facilitara el calentamiento del elemento de calentamiento, como se describe de otro modo en la presente memoria.

En realizaciones preferidas, el artfculo 10 puede asumir un tamano que es comparativo con la forma de un cigarrillo o cigarro. De esta manera, el artfculo puede tener un diametro de alrededor de 5 mm a alrededor de 25 mm, de alrededor de 5 mm a alrededor de 20 mm, de alrededor de 6 mm a alrededor de 15 mm o de alrededor de 6 mm a alrededor de 10 mm. Tal dimension puede corresponder particularmente al diametro exterior de la carcasa 15.

El artfculo para fumar 10 en la realizacion ilustrada en la FIG. 1 se puede caracterizar como un artfculo desechable. Por consiguiente, puede ser deseable para el sustrato 53 en tales realizaciones incluir una cantidad suficiente de material precursor de aerosol y cualquier otro material inhalable adicional (que se puede proporcionar por separado sobre un sustrato diferente) de manera que un consumidor puede obtener mas de un unico uso del artfculo. Por ejemplo, el artfculo puede incluir suficientes materiales aerosolizables y/o inhalables de manera que el artfculo puede proporcionar un numero de bocanadas sustancialmente equivalente al numero de bocanadas (de alrededor de dos segundos de duracion) disponible a partir de una pluralidad de cigarrillos convencionales - por ejemplo, 2 o mas, 5 o mas, 10 o mas o 20 o mas cigarrillos convencionales. Mas particularmente, un artfculo de una unica unidad desechable segun la realizacion de la FIG. 1 puede proporcionar alrededor de 20 o mas, alrededor de 50 o mas o alrededor de 100 o mas bocanadas, una unica bocanada que se mide como ya se describio en la presente memoria.

En realizaciones particularmente preferidas un artfculo segun la invencion puede comprender dos unidades que son acoplables y desmontables entre sf. Por ejemplo, la FIG. 2 muestra un artfculo para fumar 10 segun una realizacion que esta formada de un cuerpo de control 80 y un cartucho 90. En realizaciones espedficas, el cuerpo de control se puede referir como que es reutilizable y el cartucho se puede referir como que es desechable. En algunas realizaciones, el artfculo entero se puede caracterizar como que es desechable en el que el cuerpo de control se puede configurar solamente para un numero limitado de usos (por ejemplo, hasta que un componente de potencia de la batena ya no proporcione suficiente potencia al artfculo) con un numero limitado de cartuchos y, a partir de entonces, el artfculo 10 entero, incluyendo el cuerpo de control, se puede desechar. En otras realizaciones, el cuerpo de control puede tener una batena sustituible de manera que el cuerpo de control se puede reutilizar a traves de un numero de intercambios de batena y con muchos cartuchos. Del mismo modo, el artfculo 10 puede ser recargable y de esta manera se puede combinar con cualquier tipo de tecnologfa de recarga, incluyendo conexion a una toma electrica tfpica, conexion a un cargador de coche (es decir, receptaculo de encendedor de cigarrillos) y conexion a un ordenador, tal como a traves de un cable USB.

El cuerpo de control 80 y el cartucho 90 estan espedficamente configurados para acoplarse entre sf y formar un dispositivo de funcionamiento interconectado. Como se ilustra en la FIG. 2, el cuerpo de control 80 incluye un extremo de fijacion proximal 13 que incluye una proyeccion 82 que tiene un diametro reducido en relacion con el cuerpo de control. El cartucho incluye un extremo de fijacion distal 14 que se acopla al extremo de fijacion proximal del cuerpo de control 80 para proporcionar el artfculo para fumar 10 de una forma de funcionamiento utilizable. En la FIG. 2, la proyeccion del cuerpo de control 82 incluye roscas que permiten que el cartucho 90 se enrosque en el cuerpo de control 80 a traves de las roscas correspondientes (no visibles en FIG. 2) en el extremo de fijacion distal del cartucho. De esta manera, el extremo de fijacion distal del cartucho 90 puede incluir una cavidad abierta para recibir la proyeccion del cuerpo de control 82. Aunque, un acoplamiento roscado se ilustra en la FIG. 2, se entiende que se abarcan medios adicionales de acoplamiento, tales como un acoplamiento de ajuste a presion, un acoplamiento magnetico o similares.

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La relacion de funcionamiento entre el cuerpo de control 80 y el cartucho 90 se ve ademas en la FIG. 3, que muestra las dos unidades separadas en seccion transversal. El cuerpo de control 80 incluye el componente de control 20, el sensor de flujo 30 y la batena 40. Aunque estos componentes se ilustran en una alineacion espedfica, se entiende que se abarcan por la invencion diversas alineaciones de los componentes. El cuerpo de control 80 ademas incluye una pluralidad de indicadores 19 y una toma de aire 17 en la carcasa del cuerpo de control 81. Una variedad de posiciones para una o mas tomas de aire se abarcan por la invencion. Como se muestra, la toma de aire 17 esta colocada de manera que el aire aspirado a traves de la toma contacta suficientemente con el sensor de flujo 30 para activar el sensor (aunque se abarcan otras posiciones, en particular si se proporcionan diferentes medios de deteccion o si se proporciona un accionamiento manual, tal como con un pulsador). La carcasa 81 se puede formar de materiales ya descritos en la presente memoria en relacion a la realizacion de la FIG. 1. Un receptaculo 60 tambien se incluye en el extremo de fijacion proximal 13 del cuerpo de control 80 y se extiende en la proyeccion del cuerpo de control 82 para permitir la facilidad de conexion electrica con el elemento de calentamiento resistivo 50 cuando el cartucho 90 esta unido al cuerpo de control. El extremo terminal de la proyeccion 82 puede incluir un paso de aire 83, si se desea, para facilitar el flujo de aire desde la toma de aire en el cuerpo de control al cartucho durante el uso del artfculo 10.

El cartucho 90 incluye una carcasa de cartucho 91 con una abertura de la boca 18 en la boquilla 11 del mismo para permitir el paso de aire y vapor arrastrado (y materiales inhalables adicionales, si estan presentes) desde el cartucho a un consumidor durante una aspiracion sobre el artfculo 10. El cartucho 90 incluye ademas una capa aislante 70 y un filtro 75 colocado en la boquilla del cartucho cerca de la abertura. La carcasa del cartucho 91, la capa aislante 70 y el filtro 75 se pueden formar de materiales como ya se describio en la presente memoria como que son utiles para tal proposito. La capa aislante 70 y/o el filtro 75 pueden estar ausentes. El cartucho 90 incluye ademas un sustrato conductivo 150 que se coloca sustancialmente centralmente dentro del cartucho que tiene un espacio de aire abierto alrededor del mismo para la formacion de vapor. El sustrato conductivo funciona de forma eficaz tanto como el elemento de calentamiento resistivo 50 como el sustrato secundario 53 de la FIG. 1. El sustrato conductivo 150 incluye los terminales 51 (por ejemplo, terminales positivo y negativo) en los extremos opuestos del mismo para facilitar el flujo de corriente a traves del sustrato conductivo y para la fijacion del cableado apropiado (no ilustrado) para formar una conexion electrica del sustrato conductivo con el conector 65 colocado en el extremo de fijacion distal 14 del cartucho. Cuando el cartucho 90 se conecta al cuerpo de control 80, el conector 65 se acopla con el receptaculo 60 para formar una conexion electrica de manera que la corriente fluye de forma controlable desde la batena 40, a traves del receptaculo y el conector y al sustrato conductivo 150. La carcasa del cartucho 91 puede continuar a traves del extremo de fijacion distal de manera que este extremo del cartucho esta sustancialmente cerrado con el conector que sobresale del mismo. En otras realizaciones, no obstante, el extremo de fijacion distal 14 del cartucho 90 puede incluir una o mas aberturas de aire 93 que facilitan el flujo de aire desde el cuerpo de control 80 (por ejemplo, desde el paso de aire 83) al cartucho. Aunque la abertura de aire 93 se ilustra en la FIG. 3 como una abertura en el extremo distal del cartucho 90, no esta tan limitada. Por ejemplo, el extremo de fijacion distal 14 del cartucho 90 puede tener un diseno de buje y radios, como con el elemento de retencion ilustrado en la FIG. 4a. De esta manera, los espacios abiertos entre los radios pueden funcionar como las aberturas de aire para permitir el flujo de aire desde el cuerpo de control 80 al cartucho 90.

Como se ilustra en la FIG. 3, el cartucho 90 incluye una apertura de dilucion de aire 117. La apertura de dilucion de aire 117 puede ser util para proporcionar aire ambiental aspirado dentro del cartucho 90 para diluir el vapor o aerosol dispensado desde el artfculo para fumar 10 a un consumidor. La apertura de dilucion de aire 117 puede estar presente ademas de la toma de aire 17 en el cuerpo de control 80. Alternativamente, la apertura de dilucion de aire 117 puede estar presente en lugar de la toma de aire 17 en el cuerpo de control 80. En tales realizaciones, cuando un sensor de flujo de aire 30 se utiliza para la deteccion de aspiracion sobre el artfculo 10, el sensor de flujo puede estar presente en el cartucho 90 en lugar del cuerpo de control 80 o una trayectoria de flujo se puede establecer de manera que el aire que entra en la apertura de dilucion de aire 117 en el cartucho contacte con el sensor de flujo en el cuerpo de control suficientemente para accionar el sensor de flujo y causar la respuesta programada desde el artfculo. En realizaciones donde se utilizan medios alternativos para accionar el flujo de potencia al calentador de resistencia (por ejemplo, a traves de un pulsador 16 como se muestra en la FIG. 1 o un sensor de capacidad), el extremo distal 14 del cartucho 90 y el extremo proximal del cuerpo de control 80 se pueden sellar completamente y/o el paso de aire 83 y la abertura de aire 93 pueden estar ausentes y el aire aspirado a traves del artfcuio 10 se puede tomar plenamente a traves de la apertura de dilucion de aire 117 o un componente similar presente en el cartucho.

Generalmente, en uso, cuando un consumidor aspira sobre la boquilla 11 del cartucho, el sensor de flujo 30 detecta el cambio en el flujo y activa el componente de control 20 para facilitar el flujo de corriente a traves del sustrato conductivo 150. De esta manera, es util para el flujo de aire viajar a traves del cuerpo de control 80 de una manera que el sensor de flujo 30 detecta el flujo de aire casi instantaneamente. Cuando el sensor de flujo 30 se coloca dentro del cuerpo de control 80, puede ser util tener una toma de aire 17 en el cuerpo de control. Si se desea, se puede proporcionar una trayectoria de flujo sellada de manera que el sensor de flujo 30 dentro del cuerpo de control 80 esta en conexion fluida con el interior del cartucho (y una toma de aire presente en el cuerpo del cartucho) despues de que se acoplan el cartucho y el cuerpo de control, tal conexion de fluido que esta sellada con respecto al resto de los componentes dentro del cuerpo de control pero abierta dentro del cartucho 90 cuando se acopla al cuerpo de control. Ademas, en otras realizaciones, el sensor de flujo 30 se puede situar dentro del cartucho 90 en lugar del cuerpo de control 80.

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Para facilitar la colocacion del sustrato conductivo, el cartucho puede incluir uno o mas elementos de retencion. Los elementos de retencion se forman preferiblemente de un material que no es electricamente conductivo. Por ejemplo, los elementos de retencion se pueden formar sustancialmente del mismo material que la carcasa del cartucho 91 o la capa aislante 70. Los elementos de retencion pueden asumir una variedad de configuraciones con la unica restriccion que es que los elementos de retencion permitan suficiente flujo de aire a traves del cartucho 90 de manera que el vapor y/o aerosol formado en el mismo pasa a traves de la abertura de la boca 18 de la boquilla del cartucho 11 al consumidor cuando se aspira sobre el artmulo 10.

Un ejemplo de un elemento de retencion util segun la invencion se muestra en la FIG. 4a., que es ilustrativa de una seccion transversal tomada a lo largo de la lmea 4 en la FIG. 3. Espedficamente, esta realizacion ilustra un diseno de buje y radios en el que una pluralidad de radios 55a conectan la carcasa del cartucho 91 a un buje 56 que rodea el sustrato conductivo 150. En la ilustracion, las porciones de la capa aislante 70 se cortan para revelar porciones adicionales de los radios 55a que se acoplan a la carcasa 91. Alternativamente, los radios 55a pueden conectarse a la capa aislante 70. Las dimensiones de los radios y el buje pueden variar. Si se desea, un elemento de anillo exterior se puede incluir para la unificacion de los radios y facilitar la facilidad de fijacion del retenedor a la carcasa.

Del mismo modo, la FIG. 4b es ilustrativa de una seccion transversal tomada a lo largo de la lmea 4 en FIG. 3 en la que el retenedor comprende dos radios 55b que se extienden directamente desde el sustrato conductivo 150 a la capa aislante 70. Aunque se ilustran dos radios, se podnan proporcionar mas o menos. Si se desea, se podna usar un elemento de buje del mismo modo.

El sustrato conductivo 150 de la invencion se puede proporcionar como un cuerpo unico y unitario, tal como se ilustra en la FIG. 3, que muestra un sustrato conductivo unico sustancialmente en forma de varilla. En otras realizaciones, tal como ya se describio anteriormente, el sustrato conductivo se puede proporcionar como una pluralidad de sustratos conductivos individuales. Realizaciones ejemplares de configuraciones del sustrato conductivo se muestran en la FIG. 5a hasta la FIG. 5f, que muestran secciones transversales de un cartucho 90 con una carcasa de cartucho 91 y una capa aislante 70. Otros elementos que pueden estar presentes (tales como retenedores del elemento calentador, un filtro y similares se omiten por simplicidad), pero se entiende que se puede incluir cualquier combinacion de otros elementos pertinentes a un cartucho de manera espedfica o artmulo para fumar de manera general como se trata de otro modo en la presente memoria. La FIG. 5a hasta la FIG. 5d muestran el sustrato conductivo 150 como un componente unico y unitario en una variedad de posibles formas de seccion transversal (ademas de la seccion transversal redonda ya ilustrada). En la FIG. 5a, se ilustra un paso central 155 y puede estar presente en cualquiera de las realizaciones abarcadas. Tal paso central puede ser util para aumentar el area de superficie del sustrato conductivo para la formacion de vapor. Las FIG. 5e y FIG. 5f muestran el sustrato conductivo como una pluralidad de sustratos conductivos individuales 150. En la FIG. 5f, se ilustra una banda de soporte 155. Tal banda de soporte puede estar presente en ubicaciones discretas a lo largo de la longitud de las varillas del sustrato conductivo o puede estar presente a lo largo de la longitud entera de la misma y puede proporcionar un punto de fijacion para las varillas del sustrato conductivo y/o puede funcionar como separador para las varillas del sustrato conductivo. Una realizacion ejemplar adicional se muestra en FIG. 5g, la cual muestra una vista parcialmente en corte de un cartucho 90 formado por una carcasa del cartucho 91. En el cartucho 90 se proporciona una pluralidad de sustratos conductivos individuales 150 formados como discos. Dos varillas de soporte 156, 157 se muestran acopladas a cada disco del sustrato conductivo y extendiendo la longitud del cartucho. Se pueden proporcionar soportes de una disposicion diferente. Tales varillas de soporte pueden ser utiles para la disposicion del cableado electrico (no mostrado) conectado a los discos de manera que la potencia de la batena se pueda entregar a los discos individuales o a una pluralidad de los discos. Como anteriormente, tambien pueden estar presentes componentes de cartucho adicionales y no se muestran en esta ilustracion solamente por una cuestion de simplicidad. El numero, forma, separacion y alimentacion (por ejemplo, secuencia o numero de discos alimentados en un unico momento) de los sustratos conductivos individuales mostrados en FIG. 5g pueden variar. En algunas realizaciones, los sustratos conductivos dispuestos en serie pueden proporcionar cada uno una o una pluralidad de cargas del material precursor de aerosol y cualquier sustancia inhalable adicional y los componentes de control del artmulo para fumar pueden proporcionar potencia a un unico disco (u otro sustrato conductivo conformado) para el numero de bocanadas disenado hasta que el disco se considera gastado y entonces proporcionar automaticamente potencia al siguiente disco en la serie para proporcionar bocanadas adicionales. De esta manera, la cantidad de precursor de aerosol y otro material inhalable proporcionado se puede controlar de manera mas precisa y cualquier dano accidental a un unico substrato conductivo no hace el cartucho entero inutilizable.

Lo precedente ha descrito diversas realizaciones de la invencion en la que un sustrato conductivo se proporciona dentro de un artmulo para fumar. El sustrato conductivo se puede proporcionar dentro del cartucho de una manera que el substrato conductivo no esta destinado a ser reemplazable. En otras palabras, una vez que el precursor de aerosol en el sustrato conductivo se ha agotado, el artmulo entero se puede desechar (es decir, cuando el artmulo es totalmente desechable) o el cartucho entero se puede desechar (es decir, cuando el cuerpo de control es reutilizable y el cartucho usado se puede reemplazar con un nuevo cartucho que tiene un nuevo sustrato conductivo cargado con precursor de aerosol). En otras realizaciones, no obstante, el artmulo para fumar de la invencion se puede configurar de manera que el sustrato conductivo en sf mismo es desmontable del artmulo y reemplazable con un nuevo substrato conductivo que se carga con precursor de aerosol.

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En ciertas realizaciones, el sustrato conductivo se puede proporcionar en conexion con un marco de soporte de sustrato desmontable. Generalmente, el marco de soporte de sustrato puede comprender cualquier material solido con suficiente rigidez para retener el sustrato conductivo en el mismo o sobre el mismo, que proporciona un area de superficie suficiente para que el sustrato conductivo libere vapor a ser arrastrado en el aire que pasa a traves del artfculo y que proporciona una durabilidad suficiente para permitir el envasado y la manipulacion del mismo.

Como una realizacion ejemplar, la FIG. 6 ilustra un artfculo para fumar 10 que esta formado de una unica carcasa unitaria 15 (aunque el artfculo alternativamente puede estar formado de componentes de cuerpo de control y cartucho separables). El artfculo 10 incluye un extremo distal 12 y una boquilla 11, que incluye una tapa de extremo desmontable 111 que tiene una abertura de boca 18 formada en la misma. Dentro del artfculo esta un componente de control 20, una batena 40 y un sensor de flujo 30. Como ya se describio en la presente memoria, el componente de control 20 puede comprender uno o una pluralidad de componentes de control separados que se pueden alojar dentro de una unica area del artfculo 10 o se puede dividir entre multiples ubicaciones dentro del artfculo. Del mismo modo, el componente de control se puede incluir con uno o mas de la batena 40 y el sensor de flujo 30. Como tal, aunque el componente de control 20 se ilustra como un unico componente separado del artfculo, se entiende que la ilustracion se pretende que indique de manera general la presencia de por lo menos un componente de control dentro del artfculo y puede no ser requerido un componente de control separado de la batena 40 o del sensor de flujo 30.

En la boquilla 11, el artfculo 10 incluye una cavidad 100 que proporciona un espacio abierto para la colocacion del sustrato conductivo y la formacion de vapor y/o aerosol a ser aspirado por un consumidor desde la abertura de boca 18. Aunque no se ilustra en esta figura, las realizaciones ejemplificadas pueden incluir tambien una capa aislante, si se desea, y/o un filtro, que se puede colocar dentro de la tapa de extremo desmontable 111. Se entiende que tal cavidad tambien puede estar presente en las realizaciones ilustradas adicionales tratadas en la presente memoria.

El artfculo 10 incluye tambien un receptaculo 60 que esta colocado dentro del artfculo con un soporte de receptaculo 61. Tal soporte de receptaculo 61 se puede formar de cualquier material adecuado (preferiblemente un material aislante que no conduzca la energfa electrica a la carcasa del artfculo) y puede tener cualquier dimension adecuada para retener el receptaculo dentro de la carcasa de una manera que el receptaculo no llegue a ser desalojado por la conexion y desconexion repetida con un conector, tal como en la manera de uso del artfculo descrito en la presente memoria.

En contraste con las realizaciones ejemplares tratadas anteriormente en relacion a las diversas figuras, el artfculo para fumar 10 no incluye un sustrato conductivo u otros materiales de calentamiento resistivo y/o precursores de aerosol permanentemente incluidos en el artfculo. En su lugar, en estas realizaciones, el artfculo esta configurado de manera que un sustrato conductivo desmontable se puede colocar de manera desmontable dentro de la cavidad 100 del artfculo. Diversas realizaciones de sustratos conductivos desmontables que se pueden utilizar en un artfculo para fumar 10 se ilustran en la FIG. 7a hasta la FIG. 7g. Como se ilustra en la FIG. 7a, un sustrato conductivo 150 se coloca dentro de un marco de soporte de sustrato 250. En esta realizacion, el sustrato conductivo 150 tiene forma sustancialmente de varilla; no obstante, se pueden usar otras formas y dimensiones como ya se trato en la presente memoria. En uso, el marco de soporte de sustrato 250 se puede deslizar dentro de la cavidad 100 del arttculo 10 mostrado en la FIG. 6 a traves de la abertura en la boquilla 11 del artfculo cuando se retira la tapa de extremo 111. El marco de soporte de sustrato 250 incluye una lengueta de manipulacion 255 en un extremo del mismo de manera que el artfculo se puede manejar sin tocar el sustrato conductivo 150 y posiblemente danar el sustrato conductivo. El extremo opuesto del marco de soporte 250 incluye un conector 65 que se conecta al receptaculo 60 en el artfculo 10 ilustrado en la FIG. 6. Aunque no se ilustra, el cableado electrico tambien se incluira en el artfculo 10 de FIG. 6 para proporcionar cualquier conexion electrica necesaria de los diversos componentes del artfculo y el cableado electrico del mismo modo se incluira con el sustrato conductivo 150 y el marco de soporte del sustrato 250 mostrado en la FIG. 7a. Como tal, cuando el conector 65 en el marco de soporte del sustrato 250 se conecta al receptaculo 60 en el artfculo para fumar 10, se forma la conexion electrica necesaria de manera que el sustrato conductivo desmontable 150 sea funcional como se describe de otro modo en la presente memoria para la formacion de vapor y/o aerosol para la inhalacion por un consumidor en el uso del artfculo. El marco de soporte de sustrato puede estar formado de cualquier material adecuado incluyendo, por ejemplo, papel, carton, polfmeros o similares.

Aunque la colocacion de un unico sustrato conductivo 150 dentro del marco de soporte de sustrato 250 se muestra en la FIG. 7a, la invencion no esta tan limitada. Por ejemplo, una pluralidad de sustratos conductivos individuales 150 se pueden proporcionar dentro del marco de soporte de sustrato 250 y los sustratos conductivos individuales pueden asumir cualquier forma o dimensiones utiles. La FIG. 7b ilustra una realizacion en la que multiples sustratos conductivos 150 estan colocados dentro del marco de soporte de sustrato. Del mismo modo, los discos (como se muestra en la FIG. 5g) se pueden colocar dentro de un marco de soporte de sustrato para proporcionar un sustrato conductivo reemplazable para el artfculo para fumar inventivo.

La FIG. 7c muestra una vista final de la boquilla 11 del artfculo 10 de la FIG. 6 con la tapa de extremo 111 desmontada y un sustrato conductivo 150 en un marco de soporte de sustrato 250 segun la FIG. 7a insertado en el mismo (con la lengueta de manipulacion 255 que es visible). En la realizacion ejemplar, el interior de la carcasa 15 del artfculo 10 incluye surcos 175 para recibir el marco de soporte de sustrato 250 y facilitar la colocacion adecuada del sustrato conductivo 150 dentro de la cavidad 100 de manera que el conector 65 se acopla adecuadamente al

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receptaculo 60 para proporcionar la conexion electrica necesaria para el artfculo. Aunque se ilustran surcos 175, otras realizaciones de gmas (por ejemplo, carriles) se pueden usar para facilitar la colocacion adecuada del sustrato conductivo desmontable dentro del artfculo 10. Tambien ilustrada en la FIG. 7c esta una envoltura 115 incluida en el exterior de la carcasa 15.

En la FIG. 7a hasta la FIG. 7c, el sustrato conductivo 150 esta suspendido generalmente entre los componentes del marco de soporte de sustrato 250. En otras realizaciones, no obstante, el substrato conductivo se puede recubrir o “imprimir” esencialmente sobre un marco de soporte de sustrato que puede proporcionar un soporte solido para el material de sustrato conductivo recubierto en el mismo. La FIG. 7d, por ejemplo, ilustra un marco de soporte de sustrato 250 que es un material de soporte solido y continuo en el que "pastillas" del sustrato conductivo 150 estan recubiertas sobre el mismo. De nuevo, un conector 65 se proporciona en un extremo del marco de soporte de sustrato 250 y el cableado electrico (no ilustrado) se puede proporcionar y se puede unir directamente al marco de soporte de sustrato 250. Las pastillas del sustrato conductivo pueden asumir una variedad de formas y dimensiones y los tamanos y dimensiones se pueden determinar a fin de proporcionar el vapor total deseado y/o liberar aerosol deseado para cada pastilla. La longitud de la pastilla puede ser similar a los valores de longitud ya tratados en la presente memoria en relacion con el sustrato conductivo y la anchura y espesor de la pastilla pueden ser similares a los valores de diametro ya tratados en la presente memoria en relacion con el sustrato conductivo. Aunque un lado del marco de soporte de sustrato 250 es visible en la FIG. 7d, se entiende que tambien se pueden proporcionar pastillas adicionales del sustrato conductivo 150 en el lado opuesto del marco de soporte de sustrato.

La FIG. 7e muestra una vista final de la boquilla 11 del artfculo 10 de la FIG. 6 con la tapa de extremo 111 desmontada y una pluralidad de pastillas de un sustrato conductivo 150 colocadas sobre un marco de soporte de sustrato 250 segun la FIG. 7d insertadas en el mismo. En la realizacion ejemplar, el interior de la carcasa 15 del artfculo 10 incluye surcos 175 para recibir el marco de soporte de sustrato 250 y facilitar la colocacion adecuada del sustrato conductivo 150 dentro de la cavidad 100 de manera que el conector 65 se acople adecuadamente al receptaculo 60 para proporcionar la conexion electrica necesaria para el artfculo. Aunque se ilustran surcos 175, otras realizaciones de gmas se pueden usar de nuevo para facilitar la colocacion adecuada del sustrato conductivo desmontable dentro del artfculo 10.

La FIG. 7f ilustra un ejemplo adicional de un sustrato conductivo desmontable dentro de un artfculo para fumar segun la invencion. Como se ve en la FIG. 7f, el marco de soporte de sustrato 250 que tiene una pluralidad de pastillas de sustrato conductivo 150 formadas sobre el mismo se inserta parcialmente en la carcasa 15 del artfculo para fumar 10, encajando dentro de los surcos 175 formados en la pared de la carcasa (aunque tambien se abarcan otros medios para facilitar la colocacion del marco de soporte en la cavidad del artfculo para fumar). De forma beneficiosa, un aumento en el area de superficie disponible en el marco de soporte de sustrato aumenta la cantidad de sustrato conductivo que se puede proporcionar sobre el marco de soporte.

La FIG. 7g muestra una vista final de la boquilla 11 del artfculo 10 de la FIG. 7f con la tapa de extremo 111 desmontada y el marco de soporte de sustrato 250 con una pluralidad de pastillas de un sustrato conductivo 150 colocado sobre el mismo completamente insertado en el mismo. En la realizacion ejemplar, el interior de la carcasa 15 del artfculo 10 incluye de nuevo surcos 175 para recibir el marco de soporte de sustrato 250 y facilitar la colocacion adecuada del sustrato conductivo 150 dentro de la cavidad 100 de manera que el conector 65 se acopla adecuadamente al receptaculo 60 para proporcionar la conexion electrica necesaria para el artfculo.

El cuerpo de control y el cartucho se pueden caracterizar en relacion con la longitud total. Por ejemplo, el cuerpo de control puede tener una longitud de alrededor de 30 mm a alrededor de 100 mm, de alrededor de 40 mm a alrededor de 90 mm o de alrededor de 50 mm a alrededor de 80 mm. El cartucho puede tener una longitud de alrededor de 20 mm a alrededor de 60 mm, de alrededor de 25 mm a alrededor de 55 mm o de alrededor de 30 mm a alrededor de 50 mm. La longitud total del cartucho y el cuerpo de control combinados (o la longitud total de un artfculo para fumar segun la invencion formado por una unica carcasa unitaria) puede ser aproximadamente igual o menor que la longitud de un cigarrillo tfpico - por ejemplo, de alrededor de 60 mm a alrededor de 120 mm, de alrededor de 65 mm a alrededor de 110 mm o de alrededor de 70 mm a alrededor de 100 mm.

Aunque el cartucho y el cuerpo de control se pueden proporcionar juntos como un artfculo para fumar completo o artfculo de dispensacion de medicamentos de manera general, los componentes tambien se pueden proporcionar por separado. Por ejemplo, la invencion tambien abarca una unidad desechable para uso con un artfculo para fumar reutilizable o un artfculo de dispensacion de medicamentos reutilizable.

En realizaciones espedficas, una unidad o cartucho desechable segun la invencion puede ser sustancialmente identico a un cartucho como se describio anteriormente en relacion con las figuras adjuntas. De esta manera, un cartucho desechable puede comprender una carcasa de cartucho en forma sustancialmente tubular que tiene un extremo de fijacion distal configurado para acoplar un artfculo para fumar reutilizable o un artfculo de dispensacion de medicamentos y una boquilla opuesta configurada para permitir el paso de un vapor formado y cualquier material inhalable adicional a un consumidor. La carcasa de cartucho puede definir un espacio de cartucho interior que incluye componentes de cartucho adicionales. Espedficamente, el espacio de cartucho interior puede incluir un sustrato conductivo como se describe de otro modo en la presente memoria que proporciona la formacion de un aerosol o vapor (y otros materiales inhalables, si se desea) cuando se calienta a traves de corriente electrica. La

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superficie interior de la carcasa del cartucho puede incluir una capa aislante sobre la misma y el sustrato conductivo se puede colocar dentro del espacio interior del cartucho interior a la capa aislante. El sustrato conductivo puede incluir hardware adicional (por ejemplo, cableado electrico, terminales electricos, contactos electricos, etc.) para facilitar el flujo de corriente a traves del sustrato conductivo. Tal hardware adicional se puede usar para proporcionar una conexion electrica exterior - es decir, medios para formar una conexion electrica a una fuente de alimentacion cuando el cartucho desechable se acopla a un cuerpo de control reutilizable. Por ejemplo, el cartucho desechable puede incluir un conector electrico que sobresale del extremo de fijacion distal del cartucho que puede acoplarse con un receptaculo en un cuerpo de control. El cartucho desechable puede incluir medios de fijacion, tales como roscas, rebordes o similares para facilitar una conexion mecanica con un cuerpo de control.

Ademas de la unidad desechable, la invencion se puede caracterizar ademas como que proporciona un cuerpo de control separado para su uso en un artfculo para fumar reutilizable o un artfculo de dispensacion de medicamentos reutilizable. En realizaciones espedficas, el cuerpo de control puede estar formado generalmente de una carcasa que tiene un extremo de fijacion proximal (que puede incluir una o mas aberturas en la misma) para recibir un extremo de fijacion de un cartucho proporcionado por separado. El cuerpo de control puede incluir ademas una fuente de alimentacion (es decir, una fuente de alimentacion electrica) que puede estar en conexion electrica con uno o mas componentes adicionales del cuerpo de control, incluir componentes que facilitan la conexion electrica con un cartucho proporcionado por separado. El cuerpo de control tambien puede incluir componentes adicionales, incluyendo componentes para accionar un flujo de corriente en un elemento de calentamiento y los componentes para la regulacion de tal flujo de corriente para mantener una temperatura deseada durante un tiempo deseado y/o hacer un ciclo del flujo de corriente o detener el flujo de corriente cuando se ha alcanzado una temperatura deseada o el elemento de calentamiento ha estado calentando durante una extension de tiempo deseada. De esta manera, el cuerpo de control puede incluir un sensor de flujo y componentes de control adicionales. El cuerpo de control puede comprender ademas uno o mas pulsadores asociados con uno o ambos de los componentes para accionar el flujo de corriente. La unidad de control incluso ademas puede comprender indicadores, tales como luces que indican que el calentador se esta calentando y/o que indican el numero de bocanadas restantes para un cartucho que se usa con la unidad de control. El cuerpo de control tambien puede incluir medios de fijacion, tales como roscas, rebordes o similares para facilitar una conexion mecanica con el cartucho.

Aunque las diversas figuras descritas en la presente memoria ilustran el cuerpo de control y el cartucho en una relacion de funcionamiento, se entiende que el cuerpo de control y el cartucho pueden existir como dispositivos individuales. Por consiguiente, cualquier discusion que se proporcione de otro modo en la presente memoria en relacion con los componentes en combinacion tambien se debena entender como que aplica al cuerpo de control y al cartucho como componentes individuales y separados.

En otro aspecto, la invencion se puede dirigir a kits que proporcionan una variedad de componentes como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, un kit puede comprender un cuerpo de control con uno o mas cartuchos. Un kit puede comprender ademas un cuerpo de control con uno o mas componentes de carga. Un kit puede comprender ademas un cuerpo de control con una o mas batenas. Un kit puede comprender ademas un cuerpo de control con uno o mas cartuchos y uno o mas componentes de carga y/o una o mas batenas. En realizaciones adicionales, un kit puede comprender una pluralidad de cartuchos. Un kit puede comprender ademas una pluralidad de cartuchos y una o mas batenas y/o uno o mas componentes de carga. Los kits inventivos pueden incluir ademas un estuche (u otro componente de embalaje, transporte o almacenamiento) que acomoda uno o mas de los componentes de kit adicionales. El estuche podna ser un recipiente duro o blando reutilizable. Ademas, el estuche podna ser simplemente una caja u otra estructura de embalaje.

Experimental

La presente invencion se describira ahora con referencia espedfica a diversos ejemplos. Los siguientes ejemplos no se pretende que sean limitantes de la invencion y se proporcionan mas bien como realizaciones ejemplares.

Ejemplo 1

Preparacion de sustratos conductivos

Dos sustratos conductivos ejemplares se prepararon para su uso en un artfculo para fumar segun la invencion. En cada caso, los materiales del sustrato se mezclaron y extrudieron para formar sustratos con una longitud de 10 mm y un diametro de 4,5 mm (Ejemplo 1a) y 4 mm (Ejemplo 1b). Las formulaciones y resistencia medida para cada sustrato ejemplar se proporcionan mas adelante en la Tabla 1. Los porcentajes se proporcionan sobre una base w/w.

TABLA 1

Ejemplo

Formulacion (% en peso) Resistencia de Material Extruido Calcinado (ohmios)

Carbon molido (64%)

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Goma Guar (10%) Grafito (20%) Carbonato de Sodio (1%) Tabaco (5%) 2,5

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Carboximetil celulosa (9,5%) Grafito (90,5%) 2

Para preparar los sustratos en el Ejemplo 1a y 1b, todos los ingredientes de partfculas se mezclaron minuciosamente y se anadio agua para producir una consistencia de tipo pasta con un contenido de humedad del 39% para el ejemplo 1a y 24,9% para el ejemplo 1b (sobre una base w/w). La pasta se extrudio usando un extrusor de lotes a una presion de 10.000 psi (68,95 MPa) para formar varillas extruidas de los diametros senalados anteriormente. El troquel de extrusion hembra tiene una superficie conica para facilitar un flujo suave de la masa de plastico. El troquel usado en el Ejemplo 1a fue un troquel de 5 ranuras y el troquel usado en el Ejemplo 1b era liso. Un perno de acero de 0,025 pulgadas (0,635 mm) se incluyo en el troquel para formar un agujero de perno axial que se extiende la longitud del centro de las varillas formadas. Tal agujero de perno funciono de la manera de un paso central como se describe de otro modo en la presente memoria.

Las varillas humedas se colocaron en una bandeja bien ventilada durante aproximadamente una hora para reducir el contenido de humedad. Las varillas semisecas se cortaron entonces cuidadosamente en las longitudes de prueba de 10 mm mientras que conservan la forma del material extruido y la integridad del agujero de perno. Las piezas del sustrato se secaron durante la noche a temperatura ambiente y calcinaron en nitrogeno a 800°C durante una hora en un horno Barnstead Thermolyne 62700 para formar el sustrato carbonizado. Durante la calcinacion, la goma guar y el tabaco en el Ejemplo 1a y el CMC en el Ejemplo 1b se convirtieron a sus esqueletos de carbon respectivos, aumentando de esta manera la porosidad de los materiales extruidos. El calentamiento intensificado se uso con una tasa de intensificacion de 5°C/minuto hasta que se logro la temperatura maxima.

Las piezas de sustrato calcinadas (es decir, carbonizadas) se impregnaron con glicerol en un Horno de Vacfo de Precision a una temperatura de 100°C y bajo un vado de 30 pulgadas de mercurio (0,1 MPa). La resistencia electrica de los sustratos carbonizados se midio a lo largo de la longitud de los sustratos usando un Fluke 179 True RMS Multimeter. Los valores de resistencia media de las muestras del sustrato conductivo preparado segun el Ejemplo 1a y el Ejemplo 1b se proporcionaron anteriormente en la Tabla 1.

Ejemplo 2

Efecto de concentracion de material conductivo sobre la resistencia electrica del sustrato conductivo

Para probar el efecto del material electricamente conductivo en el sustrato sobre la resistencia electrica, se formaron (sin carbonizacion) y probaron multiples sustratos conductivos. En general, los sustratos conductivos se hicieron por extrusion de una mezcla de tabaco (una relacion 5:3:2 de curado al aire caliente, Burley y tabacos turcos), grafito (de Superior Graphite Company), aglutinante (es decir, caboximetil celulosa) y otros aditivos. Las formulaciones exactas se proporcionan en la Tabla 2A.

En cada ejemplo, los ingredientes secos se mezclaron en un Sigma Blade Mixer (de Teledyne) durante aproximadamente una hora a baja velocidad. Se anadieron ingredientes lfquidos a la mezcla y se continuo mezclando durante 4 horas adicionales. Se anadio suficiente agua para asegurar que la mezcla de plastico fuera lo bastante dura para mantener su forma despues de la extrusion. El contenido de humedad de la pasta en esta etapa fue de alrededor del 31-32% (w/w). Para la extrusion, la mezcla plastica se cargo en el barril de un extrusor por lotes y formo en varillas extruidas de alrededor de 4 mm de diametro por el metodo del Ejemplo 1. Las varillas humedas se colocaron en una bandeja bien ventilada durante aproximadamente una hora. Las varillas semisecas se cortaron entonces cuidadosamente en longitudes de 10 mm mientras que se conservo la forma del material extruido y la integridad del agujero axial. Las varillas de sustrato de corte se secaron durante la noche a temperatura ambiente.

La resistencia electrica se midio a lo largo de la longitud de las varillas con un Fluke 179 True RMS Multimeter y los resultados se muestran en la Tabla 2A. Como se ve en la Tabla 2A, la concentracion de grafito afecto a la resistencia electrica de manera que un aumento en el contenido de grafito provoco una disminucion en la resistencia electrica desde 210.000 ohmios a 50 ohmios.

En los Ejemplos 2a-2d, el grafito fue el unico aditivo electricamente conductivo usado. En los ejemplos 2e-2h, tambien se probaron varios polvos de metal para determinar sus efectos en la resistencia electrica. Se probaron como aditivos polvos de cobre, aluminio y plata. En estos ejemplos, los sustratos se prepararon usando el mismo

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metodo descrito anteriormente. Como se muestra en la Tabla 2B ninguno de los metales probados mostraron ninguna reduccion significativa de la resistencia electrica.

TABLA 2A

Ejemplo

Tabaco (g) Grafito, g (% en peso) Carboximetil celulosa (g) Glicerol (g) Glicol de Propileno (g) Resistencia/ 10 mm (ohmios)

2a

100 0 (0%) 10 0 0 210.000

2b

50 50 (34,4%) 10 20 15 279

2c

10 30 (51,7%) 4 8 6 80

2d

10 90 (62,1%) 10 20 15 50

TABLA 2B

Ejemplo

Tabaco (g) Grafito (g) Carboximetil celulosa (g) Aditivo (g) Glicerol (g) Resistencia/ 10 mm (ohmios)

2e

20 180 20 Ninguno 40 28

2f

19 180 20 Cobre (1 g) 40 27

2g

19 180 20 Aluminio (1 g) 40 50

2h

10 180 20 Plata (10 g) 40 140

Ejemplo 3

Efecto de la calcinacion sobre la resistencia electrica del sustrato conductivo

Para probar el efecto de la calcinacion en la resistencia del sustrato, se formaron diversos sustratos usando los mismos metodos descritos en el Ejemplo 2. La resistencia de los sustratos se midio antes y despues de someterse a calcinacion. Las formulaciones, condiciones de calcinacion y valores de resistencia se tratan mas adelante. La mezcla de tabaco fue del 50% de tabaco curado con aire caliente, 30% Burley y 20% de turco en peso a menos que se indique de otro modo.

3a: Se prepararon varillas de 100 mm de longitud y 4 mm de diametro de una formulacion de 19 g de mezcla de tabaco, 180 g de grafito, 20 g de CMC, 1 g de polvos de cobre y 40 g de glicerol. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor de 27 ohmios. Despues de la calcinacion a 300°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 3,5 ohmios.

3b: Se prepararon varillas de 10 mm de longitud y 4 mm de diametro de una formulacion de 180 g de grafito, 20 g de CMC, 10 g de polvos de cobre y 40 g de glicerol. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor de 66 ohmios. Despues de la calcinacion a 300°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 2,5 ohmios.

3c: Se prepararon varillas de 10 mm de longitud y 4 mm de diametro de una formulacion de 180 g de grafito, 20 g de CMC, 10 g de polvos de plata y 40 g de glicerol. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor de 140 ohmios. Despues de la calcinacion a 200°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 10 ohmios. Alternativamente, despues de la calcinacion a 300°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 1,7 ohmios.

3d: Se prepararon varillas de 12 mm de longitud y 4,2 mm de diametro de una formulacion de 66 g de carbon molido, 18 g de grafito, 10 g de goma guar, 5 g de mezcla de tabaco (es decir, una mezcla 50/50 de tabaco burley molido KG-1 y KG-2) y 1 g de carbonato de sodio. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor de 209.000 ohmios. Despues de la calcinacion a 500°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 20 ohmios.

3e: Se prepararon varillas de 12 mm de longitud y 4,2 mm de diametro de una formulacion de 48,72 g de carbon molido, 10 g de grafito, 10 g de goma guar, 30 g de carbonato de calcio y 1,28 g de oxido de cobre. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor de 130.000 ohmios. Despues de la calcinacion a 300°C

durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 30 ohmios. Alternativamente, despues de la calcinacion a 900°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 3,9 ohmios.

3f: Se prepararon varillas de 10 mm de longitud y 4,3 mm de diametro de una formulacion de 140 g de carbon molido, 40 g de grafito y 20 g de goma guar. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor 5 de 37,9 ohmios. Despues de la calcinacion a 900°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 1,3 ohmios.

3g: Se prepararon varillas de 10 mm de longitud y 4,4 mm de diametro de una formulacion de 140 g de grafito, 40 g de mezcla de tabaco (es decir, 5 partes de tabaco curado con aire caliente, 3 partes de tabaco burley y 2 partes de tabaco Oriental) y 20 g de CMC. Las varillas no carbonizadas presentaron una resistencia de alrededor de 11,7 10 ohmios. Despues de la calcinacion a 900°C durante 1 hora, las varillas presentaron una resistencia de alrededor de 1,0 ohmios.

Muchas modificaciones y otras realizaciones de la invencion vendran a la mente de un experto en la tecnica a la que pertenece esta invencion que tiene el beneficio de las ensenanzas presentadas en las descripciones precedentes y los dibujos asociados. Por lo tanto, se tiene que entender que la invencion no esta limitada a las realizaciones 15 espedficas descritas en la presente memoria y que modificaciones y otras realizaciones se pretende que esten incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Aunque se emplean en la presente memoria terminos espedficos, se usan en un sentido generico y descriptivo solamente y no con propositos de limitacion.

Claims (20)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un elemento de calentamiento resistivo que comprende:

   a. un sustrato (150) que comprende un material electricamente conductivo y por lo menos un aditivo carbonoso, en el que el sustrato (150) o una parte del mismo se carboniza; y

   b. un material precursor de aerosol combinado con el sustrato carbonizado (150);

   en el que el elemento de calentamiento resistivo tiene una resistencia electrica de alrededor de 15 ohmios o menos.
2. 2. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que el material electricamente conductivo comprende grafito, un metal o una combinacion de los mismos; o en el que el material electricamente conductivo esta en una forma de partfculas.
3. 3. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que el aditivo carbonoso comprende un material seleccionado del grupo que consiste en tabaco, un derivado del tabaco, carbon molido, un aglutinante y combinaciones de los mismos; particularmente en el que el aglutinante es un polisacarido o un derivado del mismo; y mas particularmente en el que el aglutinante se selecciona del grupo que consiste en gomas, celulosas, derivados de las celulosas y combinaciones de los mismos; o en el que el aglutinante se selecciona del grupo que consiste en goma guar, carboximetil celulosa, materiales inorganicos y combinaciones de los mismos.
4. 4. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que el sustrato carbonizado (150) tiene una porosidad de alrededor del 10% o mayor; o en el que el porcentaje en peso de carbon en el sustrato carbonizado (150) respecto al peso total del sustrato carbonizado (150) excede el porcentaje en peso de carbon en el sustrato (150) cuando no esta carbonizado respecto al peso total del sustrato (150) cuando no esta carbonizado, particularmente en el que el porcentaje en peso de carbon en el sustrato carbonizado (150) excede el porcentaje en peso de carbon en el sustrato no carbonizado (150) en alrededor del 10% o mayor.
5. 5. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que uno o mas de:

   el material precursor de aerosol comprende un material seleccionado a partir del grupo que consiste en alcoholes politndricos, agua, medicamentos, nicotina, saborizantes y combinaciones de los mismos;

   el material precursor de aerosol se recubre en, absorbe por o absorbe en el sustrato (150) o una parte de los mismos;

   el elemento de calentamiento resistivo tiene una resistencia electrica de alrededor de 8 ohmios o menos o tiene una resistencia electrica de alrededor de 0,1 ohmios a alrededor de 8 ohmios.
6. 6. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que el sustrato (150) comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, partfculas de metal y combinaciones de los mismos; carbon molido; tabaco; y por lo menos un polisacarido; en el que el sustrato (150) o una parte del mismo esta carbonizado; o en el que el sustrato comprende un material electricamente conductivo seleccionado del grupo que consiste en grafito, partfculas de metal y combinaciones de los mismos; y por lo menos un polisacarido; en el que el sustrato (150) esta carbonizado.
7. 7. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que el elemento de calentamiento es alargado y tiene una longitud de alrededor de 5 mm a alrededor de 40 mm; particularmente en el que el elemento de calentamiento es sustancialmente en forma de varilla; y particularmente en el que el elemento de calentamiento tiene un diametro medio de alrededor de 0,5 mm a alrededor de 5 mm.
8. 8. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, en el que el material electricamente conductivo esta en forma de un nucleo que esta rodeado sustancialmente por el por lo menos un aditivo carbonoso; o en el que el material electricamente esta en forma de una envoltura que rodea sustancialmente un nucleo que comprende el por lo menos un aditivo carbonoso; o en el que el sustrato (150) esta granulado, es una lamina plana, es una lamina enrollada, es sustancialmente en forma de pastilla o es sustancialmente en forma de disco.
9. 9. El elemento de calentamiento resistivo de la reivindicacion 1, que ademas comprende un marco de soporte de sustrato (250); particularmente en el que el sustrato (150) esta sustancialmente suspendido dentro del marco de soporte (250) o se deposita en el marco de soporte (250) o en el que el marco de soporte (250) incluye un componente que forma una conexion electrica con una fuente de alimentacion (40).
10. 10. Un artfculo para fumar (10) que comprende un elemento de calentamiento resistivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el elemento de calentamiento resistivo esta en conexion electrica con una fuente de alimentacion electrica (40).

    5

    10

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    20

    25

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    35

    40

    45

    50

    55
11. 11. El artfculo para fumar (10) de la reivindicacion 10, en el que el elemento de calentamiento resistivo y la fuente de alimentacion electrica (40) estan conectados de manera desmontable; o en el que el artfculo (10) comprende un componente de control (20) que acciona un flujo de corriente desde la fuente de alimentacion electrica (40) al elemento de calentamiento resistivo; o en el que el artfculo para fumar (10) comprende una primera unidad (90) que es acoplable o desacoplable con una segunda unidad (80), la primera unidad (90) que comprende el elemento de calentamiento resistivo y la segunda unidad (80) que comprende una fuente de alimentacion electrica (40); o en el que la segunda unidad (80) ademas comprende uno o mas componentes de control (20) que accionan o regulan un flujo de corriente desde la fuente de alimentacion electrica (40).
12. 12. Un kit que comprende: un estuche;

    una o mas unidades desechables (90) para uso con un artfculo para fumar (10) reutilizable, la unidad desechable (90) que comprende un cuerpo de cartucho (91) con un extremo distal (14) configurado para acoplar un componente de un artfculo para fumar (10) reutilizable y un extremo opuesto proximal (11) que incluye una embocadura con una abertura (18) en un extremo proximal de la misma, cada una de la una o mas unidades desechables (90) que comprende un elemento de calentamiento resistivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 dispuesto dentro del cuerpo de cartucho (91); y

    opcionalmente uno o mas componentes seleccionados a partir del grupo que consiste en una unidad de control reutilizable (80), una batena (40) y un componente de carga.
13. 13. Un metodo de formacion de un aerosol, el metodo que comprende colocar un elemento de calentamiento resistivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en conexion electrica con una fuente de alimentacion electrica (40); particularmente en el que la fuente de alimentacion electrica (40) es un artfculo para fumar electronico.
14. 14. Un metodo de preparacion de un elemento de calentamiento resistivo, el metodo que comprende:

    a. combinar un material electricamente conductivo con por lo menos un aditivo carbonoso para formar un sustrato intermedio;

    b. calentar el sustrato intermedio durante un periodo de tiempo definido a una temperatura de alrededor de 200°C o mayor para formar un sustrato carbonizado (150); y

    c. combinar un material precursor de aerosol con el sustrato carbonizado (150) para formar el elemento de calentamiento resistivo.
15. 15. El metodo de la reivindicacion 14, en el que dicho paso de combinacion comprende mezclar durante un tiempo de alrededor de 5 minutos o mayor; o en el que dicho paso de mezcla que comprende anadir un lfquido de manera que el sustrato intermedio tenga un contenido de humedad de alrededor del 15% o mayor.
16. 16. El metodo de la reivindicacion 14, que ademas comprende, despues de dicho paso de combinacion, formar el sustrato intermedio en una forma definida.
17. 17. El metodo de la reivindicacion 16, en el que dicho paso de formacion comprende la extrusion del sustrato intermedio para formar un material extruido; o que comprende formar el sustrato intermedio en una forma alargada; o que comprende formar el sustrato intermedio en una forma que es sustancialmente cilmdrica; o que comprende formar el sustrato en granulos, una lamina plana o una lamina enrollada; o en el que dicho paso de combinacion comprende proporcionar el material electricamente conductivo en forma de un nucleo que esta rodeado sustancialmente por el por lo menos un aditivo carbonoso; en el que dicho paso de combinacion comprende proporcionar el material electricamente conductivo en forma de una envoltura que rodea sustancialmente un nucleo que comprende el por lo menos un aditivo carbonoso.
18. 18. El metodo de la reivindicacion 16, en el que el material electricamente conductivo comprende grafito, un metal o una combinacion de los mismos; o en el que el aditivo carbonoso comprende un material seleccionado del grupo que consiste en tabaco, derivados del tabaco, carbon molido, aglutinantes y combinaciones de los mismos; particularmente en el que el aglutinante es un polisacarido o un derivado del mismo o en el que el aglutinante es un material seleccionado del grupo que consiste en gomas, celulosas, derivados de la celulosa y combinaciones de los mismos o en el que el aglutinante se selecciona del grupo que consiste en goma guar, carboximetil celulosa y combinaciones de los mismos.
19. 19. El metodo de la reivindicacion 14, en el que dicho paso de calentamiento se lleva a cabo en una atmosfera inerte, particularmente una atmosfera de nitrogeno; o en el que el elemento de calentamiento resistivo tiene una resistencia electrica de alrededor de 10 ohmios o menos.
20. 20. El metodo de la reivindicacion 15, que ademas comprende unir el elemento de calentamiento resistivo a un marco de soporte (250); particularmente en el que el elemento de calentamiento resistivo se suspende sustancialmente dentro del marco de soporte (250) o se deposita en una superficie del marco de soporte (250).