ES2618299T3 - Sustrato formador de aerosol y sistema suministrador de aerosol - Google Patents

Sustrato formador de aerosol y sistema suministrador de aerosol Download PDF

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Abstract

Un sustrato formador de aerosol para usar en combinación con un dispositivo de calentamiento inductivo (2), el sustrato formador de aerosol (1) comprende un material sólido (10) capaz de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol (1), y un primer material susceptor (11) para calentar el sustrato formador de aerosol (1), el primer material susceptor (11) tiene una primera temperatura de Curie y está dispuesto en proximidad térmica al material sólido (10), caracterizado por que el sustrato formador de aerosol (1) comprende al menos un segundo material susceptor (12) que tiene una segunda temperatura de Curie y está dispuesto en proximidad térmica al material sólido (10), los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tienen salidas de la tasa de absorción específica (SAR) distintas unas de otras y/o la primera temperatura de Curie del primer material susceptor (11) es menor que la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor (12) y la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor (12) define una temperatura máxima de calentamiento de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12).

Description

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DESCRIPCION
Sustrato formador de aerosol y sistema suministrador de aerosol
La presente invencion se relaciona con un sustrato formador de aerosol para su uso en combinacion con un dispositivo de calentamiento inductivo. La invencion se relaciona ademas con un sistema suministrador de aerosol.
De la materia anterior se conocen los sistemas suministradores de aerosol, los cuales comprenden un sustrato formador de aerosol y un dispositivo de calentamiento inductivo. El dispositivo de calentamiento inductivo comprende una fuente de induccion la cual produce un campo electromagnetico variable que induce una corriente inducida generadora de calor en un material susceptor. El material susceptor esta en proximidad termica con el sustrato formador de aerosol. El material susceptor calentado calienta a su vez el sustrato formador de aerosol el cual comprende un material que es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol. Un numero de modalidades para sustratos formadores de aerosol se han descrito en la materia las que se proporcionan con diversas configuraciones para el material susceptor para determinar un calentamiento adecuado del sustrato formador de aerosol. Por lo tanto, se busca una temperatura de operacion del sustrato formador de aerosol a la cual la liberacion de compuestos volatiles que pueden formar un aerosol sea satisfactoria. De la tecnica anterior se conoce, por ejemplo, un sustrato formador de aerosol para su uso en combinacion con un dispositivo de calentamiento inductivo. El sustrato formador de aerosol comprende un material solido que es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol, y un primer material susceptor para el calentamiento del sustrato formador de aerosol. El primer material susceptor se dispone en proximidad termica al material solido.
Sin embargo, sena deseable proporcionar un sustrato formador de aerosol que permita una produccion de aerosol mejor y mas eficiente tras el calentamiento.
De conformidad con un aspecto de la invencion se proporciona un sustrato formador de aerosol para su uso en combinacion con un dispositivo de calentamiento inductivo. El sustrato formador de aerosol comprende un material solido que es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol, y al menos un primer material susceptor para el calentamiento del sustrato formador de aerosol. El primer material susceptor tiene una primera temperatura de Curie y se dispone en proximidad termica al material solido. El sustrato formador de aerosol comprende al menos un segundo material susceptor que tiene una segunda temperatura de Curie la cual se dispone en proximidad termica al material solido. Los primero y segundo materiales susceptores tienen salidas de la tasa de absorcion espedfica (SAR) las cuales son distintas unas de otras. Alternativamente o en adicion a esto la primera temperatura de Curie del primer material susceptor es menor que la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor, y la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor define una temperatura maxima de calentamiento de los primero y segundo materiales susceptores.
Al tener al menos los primero y segundo materiales susceptores con las primera y segunda temperaturas de Curie una distinta de la otra, se proporciona el requisito previo para un calentamiento mas eficiente y controlado del sustrato formador de aerosol y por lo tanto de una produccion mas eficiente de un aerosol. Los primero y segundo materiales susceptores pueden tener diferentes salidas de la tasa de absorcion espedfica (SAR). La salida de la SAR se define en la presente como la salida en Joules por kg de material susceptor por ciclo, a una frecuencia dada y a una fuerza definida de un campo de induccion electromagnetica. Debido a las diferentes salidas de la SAR, los primero y segundo materiales susceptores tienen diferentes eficiencias con respecto a sus perdidas de calor. Alternativamente, o en adicion a esta propiedad espedfica de los materiales susceptores los primero y segundo materiales susceptores, donde cada uno tiene su primera o segunda temperatura de Curie espedfica, pueden activarse por separado. Esto puede lograrse, por ejemplo, con diferentes frecuencias de una corriente de induccion variable y/o con diferentes frecuencias de un campo magnetico que ocasionan el calentamiento por induccion de los primero y segundo materiales susceptores. Esto permite una distribucion mas eficiente de los primero y segundo materiales susceptores dentro del sustrato formador de aerosol, para lograr un agotamiento personalizado de este. Por lo tanto, si, por ejemplo, se desea tener una deposicion de calor aumentada en regiones perifericas del sustrato formador de aerosol, el segundo material susceptor que tiene la segunda temperatura de Curie mas alta, puede disponerse preferentemente en las regiones perifericas del sustrato formador de aerosol, mientras que el primer material susceptor puede disponerse preferentemente en una region central de este. Es de senalar que si se considera apropiado, la disposicion de los primero y segundo materiales susceptores del sustrato formador de aerosol puede invertirse tambien, por lo tanto, el primer material susceptor se dispone en las regiones perifericas mientras que el segundo material susceptor puede disponerse, por ejemplo, en una parte central del sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la invencion permite una composicion personalizada de este, de conformidad con requerimientos espedficos. Puede evitarse un sobrecalentamiento del sustrato formador de aerosol al seleccionar el segundo material susceptor, el cual tiene la segunda temperatura de Curie mas alta de manera que este defina una temperatura maxima de calentamiento de los primero y segundo materiales susceptores. Cuando el segundo material susceptor ha alcanzado la segunda temperatura de Curie, sus propiedades magneticas cambian de una fase ferromagnetica a una fase paramagnetica. Como consecuencia, las perdidas por histeresis del segundo material susceptor desaparecen. Durante el calentamiento inductivo del sustrato formador de aerosol este cambio de fase puede detectarse en lmea y el proceso de calentamiento puede detenerse
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automaticamente. Por lo tanto, se puede evitar un sobrecalentamiento del sustrato formador de aerosol. Despues de que el calentamiento inductivo se ha detenido, el segundo material susceptor se enfna hasta que alcanza una temperatura menor que su segunda temperatura de Curie, a la cual recupera sus propiedades ferromagneticas nuevamente y reaparecen sus perdidas por histeresis. Este cambio de fase puede detectarse en lmea y el calentamiento inductivo se activa nuevamente. Por lo tanto, el calentamiento inductivo del sustrato formador de aerosol corresponde a una activacion y desactivacion repetida del dispositivo de calentamiento inductivo. El primer material susceptor ya no es una preocupacion para prevenir el sobrecalentamiento, debido a que su primera temperatura de Curie ya es menor que la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor.
El sustrato formador de aerosol es preferentemente un material solido capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol. El termino solido, como se usa en la presente descripcion, abarca materiales solidos, materiales semisolidos, e incluso componentes lfquidos, los cuales pueden proporcionarse en un material portador. Los compuestos volatiles se liberan mediante el calentamiento del sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede comprender nicotina. El sustrato formador de aerosol que contiene nicotina puede ser una matriz de sal de nicotina. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material de origen vegetal. El sustrato formador de aerosol puede comprender tabaco, y preferentemente el material que contiene tabaco contiene compuestos saborizantes volatiles de tabaco, los cuales se liberan del sustrato formador de aerosol con el calentamiento. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material de tabaco homogeneizado. El material de tabaco homogeneizado puede formarse al aglomerar tabaco en partfculas. El sustrato formador de aerosol puede comprender alternativamente un material que no contiene tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender material de origen vegetal homogeneizado.
El sustrato formador de aerosol puede comprender al menos un formador de aerosol. El formador de aerosol puede ser cualquier compuesto o mezcla de compuestos conocidos adecuados que, en uso, facilitan la formacion de un aerosol denso y estable y que es sustancialmente resistente a la degradacion termica a la temperatura de operacion del dispositivo de calentamiento inductivo. Los formadores de aerosol adecuados se conocen bien en la tecnica e incluyen, pero no se limitan a: los alcoholes polilddricos, tales como el trietilenglicol, 1,3-butanoidol y la glicerina; los esteres de alcoholes polilddricos, tales como el mono-, di- o triacetato de glicerol; y los esteres alifaticos de acidos mono-, di- o policarboxflicos, tales como el dodecanodioato de dimetilo y el tetradecanodioato de dimetilo. Particularmente, los formadores de aerosol preferidos son los alcoholes polilddricos o sus mezclas, tales como el trietilenglicol, 1,3-butanodiol y, la mas preferida, la glicerina.
El sustrato formador de aerosol puede comprender otros aditivos e ingredientes, tales como saborizantes. El sustrato formador de aerosol puede comprender preferentemente nicotina y al menos un formador de aerosol. En una modalidad particularmente preferida, el formador de aerosol es la glicerina. Los materiales susceptores que estan en proximidad termica al sustrato formador de aerosol permiten un calentamiento mas eficiente y por lo tanto, se pueden alcanzar mayores temperaturas de operacion. La temperatura de operacion mas alta permite usar la glicerina como un formador de aerosol la cual proporciona un aerosol mejorado en comparacion con los formadores de aerosol que se usan en los sistemas conocidos.
En una modalidad del sustrato formador de aerosol de conformidad con la invencion, la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor puede seleccionarse de manera tal que al calentarse inductivamente una temperatura promedio general del sustrato formador de aerosol no exceda de 240 °C. La temperatura promedio general del sustrato formador de aerosol se define en la presente descripcion como la media aritmetica de un numero de mediciones de temperatura en las regiones centrales y en las regiones perifericas del sustrato formador de aerosol. Al predefinir un maximo para la temperatura promedio general, el sustrato formador de aerosol puede ajustarse para una produccion optima de aerosol.
En otra modalidad del sustrato formador de aerosol, la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor se selecciona de manera que no exceda de 370 °C, para evitar un sobrecalentamiento local del sustrato formador de aerosol que comprende el material solido el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol.
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, los primero y segundo materiales susceptores comprendidos en el sustrato formador de aerosol pueden ser de diferentes configuraciones geometricas. Por lo tanto, al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores, respectivamente, puede ser uno de pardculas, o un filamento, o una configuracion tipo malla. Al tener diferentes configuraciones geometricas, los primero y segundo materiales susceptores pueden ajustarse para realizar sus tareas espedficas y pueden disponerse dentro del sustrato formador de aerosol de manera espedfica para una optimizacion de la produccion de aerosol.
Por lo tanto, en una modalidad del sustrato formador de aerosol de conformidad con la invencion al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores puede tener una configuracion en pardculas. Las pardculas tienen preferentemente un diametro equivalente de l0 pm - 100 pm y se distribuyen por todo el sustrato formador de aerosol. El diametro esferico equivalente se usa en combinacion con pardculas de forma irregular y se define como el diametro de una esfera de volumen equivalente. A los tamanos seleccionados, el primer y/o segundo material(es) en pardculas del susceptor puede distribuirse dentro del sustrato formador de aerosol segun se requiera y puede retenerse de manera segura dentro del sustrato formador de aerosol. El primer y/o segundo material(es) en
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partfculas del sustrato puede distribuirse aproximadamente de manera homogenea, o puede distribuirse portodo el sustrato formador de aerosol en formacion de apilado con picos de concentracion local. Por lo tanto, en una modalidad del sustrato formador de aerosol de conformidad con la invencion el primer material susceptor puede disponerse en una region central del sustrato formador de aerosol, preferentemente a lo largo de una extension axial de este, y el segundo material susceptor puede disponerse en regiones perifericas del sustrato formador de aerosol. Con esta modalidad del sustrato formador de aerosol el calentamiento no solo se concentra en una region central de este a lo largo de su extension axial, sino que puede lograrse tambien en las regiones perifericas. El grado de deposicion de calor en el material solido capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol tambien dependera de la concentracion de los primero y segundo materiales susceptores en las respectivas ubicaciones.
En otra modalidad del sustrato formador de aerosol al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores puede tener una configuracion de filamento dispuesto dentro del sustrato formador de aerosol. El primer o segundo material susceptor, respectivamente, de configuracion de filamento puede combinarse por ejemplo con un segundo o primer material susceptor, respectivamente, en forma de partfculas. En otra modalidad de la invencion los primero y segundo materiales susceptores, ambos, pueden tener una configuracion de filamento. En aun otra modalidad del sustrato formador de aerosol de conformidad con la invencion el primer o segundo material susceptor, respectivamente, de configuracion de filamento puede disponerse de manera que se extienda aproximadamente de manera axial por todo el sustrato formador de aerosol. Los primero y/o segundo materiales susceptores, respectivamente, de configuracion de filamento pueden tener ventajas con respecto a su fabricacion, y a su regularidad y reproducibilidad geometrica. La regularidad y reproducibilidad geometrica tambien pueden resultar ventajosas en un calentamiento local controlado del material solido en las ubicaciones respectivas.
En aun otra modalidad del sustrato formador de aerosol de conformidad con la invencion, al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores puede tener una configuracion tipo malla. El primer o segundo material susceptor, respectivamente, de configuracion tipo malla puede disponerse dentro del sustrato formador de aerosol o puede formar al menos parcialmente un revestimiento para el material solido. El primero o segundo material susceptor, respectivamente, de configuracion tipo malla puede combinarse con el segundo o primer material susceptor, respectivamente, quetiene una configuracion en partfculas, o puede combinarse con el segundo o primer material susceptor, respectivamente, de configuracion de filamento. El termino “configuracion tipo malla” incluye capas que tienen discontinuidades a traves de estas. Por ejemplo, la capa puede ser un tamiz, una malla, una rejilla o una lamina perforada.
En otra modalidad del sustrato formador de aerosol, los primero y segundo materiales susceptores pueden agruparse para formar una entidad estructural tipo malla. La entidad estructural tipo malla puede extenderse, por ejemplo, axialmente portodo el sustrato formador de aerosol. En otra modalidad del sustrato formador de aerosol, la entidad estructural tipo malla de los primero y segundo materiales susceptores puede formar al menos parcialmente un revestimiento para el material solido. El termino “entidad estructural tipo malla” designa todas las estructuras que pueden agruparse de los primero y segundo materiales susceptores y tienen discontinuidades a traves de estas, que incluyen tamices, rejillas y mallas.
Debe notarse que en algunas de las modalidades del sustrato formador de aerosol puede ser deseable que los primero y segundo materiales susceptores tengan una configuracion geometrica una distinta de la otra. En otras modalidades del sustrato formador de aerosol puede ser deseable, por ejemplo, para propositos de fabricacion del sustrato formador de aerosol, que los primero y segundo materiales susceptores tengan una configuracion geometrica similar.
El sustrato formador de aerosol puede ser de una forma generalmente cilmdrica y puede estar encerrado por una cubierta tubular, tal como, por ejemplo, una envoltura. La cubierta tubular, tal como, por ejemplo la envoltura, puede ayudar a estabilizar la forma del sustrato formador de aerosol y evitar una disociacion accidental del material solido el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol, y los primero y segundo materiales susceptores.
En otra modalidad, el sustrato formador de aerosol puede unirse a una boquilla, la cual puede comprender opcionalmente un tapon de filtro. El sustrato formador de aerosol que comprende el material solido que es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol y los primero y segundo materiales susceptores, y la boquilla, se agrupan para formar una entidad estructural. Cada vez que un nuevo sustrato formador de aerosol se va a usar en combinacion con un dispositivo de calentamiento inductivo, se proporciona automaticamente al usuario una nueva boquilla, lo cual puede ser conveniente desde el punto de vista higienico. Opcionalmente, la boquilla puede proporcionarse con un tapon de filtro, el cual puede seleccionarse de conformidad con la composicion del sustrato formador de aerosol.
Un sistema suministrador de aerosol de conformidad con la invencion comprende un dispositivo de calentamiento inductivo y un sustrato formador de aerosol de conformidad con cualquiera de las modalidades antes descritas. Con tal sistema suministrador de aerosol puede lograrse una generacion mejorada de aerosol. Mediante una disposicion controlada de los primero y segundo materiales susceptores puede lograrse un calentamiento optimizado del sustrato formador de aerosol y por lo tanto una generacion mejorada de aerosol.
En una modalidad del sistema suministrador de aerosol el dispositivo de calentamiento inductivo se proporciona con un circuito de control electronico, el cual se adapta para un calentamiento sucesivo o alterno de los primero y segundo materiales susceptores del sustrato formador de aerosol. Por lo tanto, tambien dependiendo de la distribucion de los primero y segundo materiales susceptores por todo el sustrato formador de aerosol, puede 5 lograrse un control personalizado del calentamiento por induccion del sustrato formador de aerosol y, en consecuencia, un agotamiento personalizado del material solido comprendido en el sustrato formador de aerosol de compuestos volatiles que pueden formar un aerosol puede lograrse.
Las modalidades antes descritas del sustrato formador de aerosol y del sistema suministrador de aerosol resultaran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada, haciendo referencia a los dibujos esquematicos
10 acompanantes que no estan a escala, en los cuales:
La Figura 1 es un dibujo esquematico de un sistema suministrador de aerosol que comprende un dispositivo de calentamiento inductivo y un sustrato formador de aerosol insertado en el dispositivo;
La Figura 2 muestra una primera modalidad de un sustrato formador de aerosol que comprende los primero y segundo materiales susceptores en forma de partfculas los cuales se distribuyen aproximadamente de manera 15 homogenea dentro del sustrato formador de aerosol;
La Figura 3 muestra una segunda modalidad de un sustrato formador de aerosol que comprende los primero y segundo materiales susceptores en forma de partfculas los cuales se distribuyen en apilados en las regiones centrales y perifericas del sustrato formador de aerosol;
La Figura 4 muestra una tercera modalidad de un sustrato formador de aerosol que comprende un segundo material 20 susceptor en forma de partfculas y un primer susceptor de configuracion de filamento;
La Figura 5 muestra a cuarta modalidad de un sustrato formador de aerosol que comprende un primer material
susceptor en forma de partfculas y un segundo material susceptor de configuracion tipo malla; y
La Figura 6 muestra otra modalidad de un sustrato formador de aerosol que comprende los primero y segundo materiales susceptores que se han agrupado para formar una entidad estructural tipo malla.
25 El calentamiento inductivo es un fenomeno conocido descrito por la ley de induccion de Faraday y la ley de Ohm. Mas espedficamente, la ley de induccion de Faraday establece que si la induccion magnetica en un conductor esta cambiando, se produce un campo electrico variable en el conductor. Dado que este campo electrico se produce en un conductor, una corriente, conocida como una corriente inducida, fluira en el conductor de conformidad con la ley de Ohm. La corriente inducida generara calor proporcional a la densidad de corriente y a la resistividad del 30 conductor. Un conductor el cual es capaz de ser calentado inductivamente se conoce como un material susceptor. La presente invencion emplea un dispositivo de calentamiento inductivo equipado con una fuente de calentamiento inductivo, tal como, por ejemplo, una bobina de induccion, que es capaz de generar un campo electromagnetico variable a partir de una fuente de AC tal como un circuito LC. Las corrientes inducidas generadoras de calor se producen en el material susceptor el cual esta en proximidad termica a un material solido el cual es capaz de liberar 35 compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol y el cual esta comprendido en un sustrato formador de aerosol. El termino solido, como se usa en la presente descripcion, abarca materiales solidos, materiales semisolidos, e incluso componentes lfquidos, los cuales pueden proporcionarse en un material portador. Los mecanismos primarios de transferencia de calor del material susceptor al material solido son conduccion, radiacion y posiblemente conveccion.
40 En la Figura 1 esquematica una modalidad ilustrativa de un sistema suministrador de aerosol de conformidad con la invencion se designa generalmente con el numero de referencia 100. El sistema suministrador de aerosol 100 comprende un dispositivo de calentamiento inductivo 2 y un sustrato formador de aerosol 1 asociado con este. El dispositivo de calentamiento inductivo 2 puede comprender un alojamiento tubular alargado 20 que tiene una camara de acumulador 21 para acomodar un acumulador 22 o una batena, y una camara de calentamiento 23. La 45 camara de calentamiento 23 puede proporcionarse con una fuente de calentamiento inductivo, la cual, como se muestra en la modalidad ilustrativa descrita, puede conformarse por una bobina de induccion 31 la cual se conecta electricamente con un circuito electronico 32. El circuito electronico 32 puede proporcionarse, por ejemplo, en una placa del circuito impreso 33 la cual delimita una extension axial de la camara de calentamiento 23. La energfa electrica requerida para el calentamiento inductivo se proporciona por el acumulador 22 o la batena la cual se 50 acomoda en la camara de acumulador 21 y la cual se conecta electricamente con el circuito electronico 32. La camara de calentamiento 23 tiene una seccion transversal interna de manera que el sustrato formador de aerosol 1 puede mantenerse de manera liberable en esta y puede retirarse y reemplazarse facilmente con otro sustrato formador de aerosol 1 cuando se desee.
El sustrato formador de aerosol 1 puede ser de una forma generalmente cilmdrica y puede estar encerrado por una 55 cubierta tubular 15, tal como, por ejemplo, una envoltura. La cubierta tubular 15, tal como, por ejemplo la envoltura, puede ayudar a estabilizar la forma del sustrato formador de aerosol 1 y evitar una perdida accidental de los contenidos del sustrato formador de aerosol 1. Como se muestra en la modalidad ilustrativa del sistema suministrador de aerosol 100 de conformidad con la invencion, el sustrato formador de aerosol 1 puede conectarse a
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una boquilla 16, la cual con el sustrato formador de aerosol 1 insertado en la camara de calentamiento 23 sobresale al menos en parte de la camara de calentamiento 23. La boquilla 16 puede comprender un tapon de filtro 17, el cual puede seleccionarse de conformidad con la composicion del sustrato formador de aerosol 1. El sustrato formador de aerosol 1 y la boquilla 16 pueden agruparse para formar una entidad estructural. Cada vez que un nuevo sustrato formador de aerosol 1 se va a usar en combinacion con el dispositivo de calentamiento inductivo 2, se proporciona automaticamente al usuario una nueva boquilla 16, lo cual puede apreciarse desde el punto de vista higienico.
Como se muestra en la Figura 1 la bobina de induccion 31 puede disponerse en una region periferica de la camara de calentamiento 23, en las proximidades del alojamiento 20 del dispositivo de calentamiento inductivo 2. Los enrollados de la bobina de induccion 31 encierran un espacio libre de la camara de calentamiento 23 el cual es capaz de acomodar el sustrato formador de aerosol 1. El sustrato formador de aerosol 1 puede insertarse en este espacio libre de la camara de calentamiento 23 de un extremo abierto del alojamiento tubular 20 del dispositivo de calentamiento inductivo 2 hasta que alcanza un tope, el cual puede proporcionarse dentro de la camara de calentamiento 23. El tope puede conformarse por al menos una orejeta que sobresale de una pared interna del alojamiento tubular 20, o puede conformarse por la placa del circuito impreso 33, que delimita la camara de calentamiento 23 axialmente, como se muestra en la modalidad ilustrativa descrita en la Figura 1. El sustrato formador de aerosol insertado 1 puede mantenerse de manera liberable dentro de la camara de calentamiento 23 por ejemplo por una junta de sellado anular 26, la cual puede proporcionarse en las proximidades del extremo abierto del alojamiento tubular 20.
El sustrato formador de aerosol 1 y la boquilla opcional 16 con el tapon de filtro opcional 17 son permeables al aire. El dispositivo de calentamiento inductivo 2 puede comprender un numero de aberturas 24, las cuales pueden distribuirse a lo largo del alojamiento tubular 20. Los pasajes de aire 34 los cuales pueden proporcionarse en la placa del circuito impreso 33 permiten el flujo de aire de las aberturas 24 al sustrato formador de aerosol 1. Debe notarse que en modalidades alternas del dispositivo de calentamiento inductivo 2, la placa del circuito impreso 33 puede omitirse de manera que el aire de las aberturas 24 en el alojamiento tubular 20 pueda alcanzar el sustrato formador de aerosol 1 practicamente sin obstaculos. El dispositivo de calentamiento inductivo 2 puede equiparse con un sensor de flujo de aire (no mostrado en la Figura 1) para la activacion del circuito electronico 32 y la bobina de induccion 31 cuando se detecta aire entrante. El sensor de flujo de aire puede proporcionarse por ejemplo en la proximidad de una de las aberturas 24 o de uno de los pasajes de aire 34 de la placa del circuito impreso 33. Por lo tanto, un usuario puede aspirar por la boquilla 16, para iniciar el calentamiento por induccion del sustrato formador de aerosol 1 con el calentamiento de un aerosol, el cual se libera por el material solido comprendido en el sustrato formador de aerosol 1, puede inhalarse junto con aire el cual se aspira a traves del sustrato formador de aerosol 1.
La Figura 2 muestra esquematicamente una primera modalidad de un sustrato formador de aerosol el cual se designa generalmente con el numero de referencia 1. El sustrato formador de aerosol 1 puede comprender una cubierta generalmente tubular 15, tal como, por ejemplo, una envoltura. La cubierta tubular 15 puede estar hecha de un material el cual no impide notablemente un campo electromagnetico que alcanza los contenidos del sustrato formador de aerosol 1. Por ejemplo, la cubierta tubular 15 puede ser una envoltura de papel. El papel tiene una alta permeabilidad magnetica y no se calienta en un campo electromagnetico variable por corrientes inducidas. El sustrato formador de aerosol 1 comprende un material solido 10 el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol 1 y al menos un primer material susceptor 11 para calentar el sustrato formador de aerosol 1. El primer material susceptor 11 tiene una primera temperatura de Curie y se dispone en proximidad termica al material solido 10. El termino solido, como se usa en la presente descripcion, abarca materiales solidos, materiales semisolidos, e incluso componentes lfquidos, los cuales pueden proporcionarse en un material portador. El sustrato formador de aerosol 1 comprende ademas al menos un segundo material susceptor 12 que tiene una segunda temperatura de Curie la cual se dispone tambien en proximidad termica al material solido. La primera temperatura de Curie del primer material susceptor 11 es menor que la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor 12. La segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor 12 define una temperatura maxima de calentamiento de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12.
Al tener al menos los primero y segundo materiales susceptores 11,12 con las primera y segunda temperaturas de Curie espedficas una distinta de la otra, se proporciona el requisito previo para un calentamiento inductivo mas eficiente y controlado del sustrato formador de aerosol 1 y por lo tanto de una produccion mas eficiente de un aerosol. Los primero y segundo materiales susceptores 11, 12, donde cada uno que tiene su primera o segunda temperatura de Curie espedfica, pueden activarse por separado. Esto puede lograrse, por ejemplo, con diferentes frecuencias de una corriente de induccion variable y/o con diferentes frecuencias de un campo magnetico que ocasionan el calentamiento inductivo de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12. Esto permite una distribucion mas eficiente de los primero y segundo materiales susceptores 11,12 dentro del sustrato formador de aerosol 1, para lograr un agotamiento personalizado de este. Por lo tanto, si, por ejemplo, se desea que tenga una deposicion de calor aumentada en regiones perifericas del sustrato formador de aerosol 1, el segundo material susceptor 12 que tiene la segunda temperatura de Curie mas alta, puede disponerse preferentemente en las regiones perifericas del sustrato formador de aerosol 1, mientras que el primer material susceptor 11 puede disponerse de preferencia en una region central del sustrato formador de aerosol 1. Es de senalar que si se considera apropiado, la disposicion de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 del sustrato formador de aerosol 1 puede tambien invertirse; por lo tanto, el primer material susceptor 11 se dispone en las regiones
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perifericas mientras que el segundo material susceptor 12 puede disponerse por ejemplo en una parte central del sustrato formador de aerosol 1. El sustrato formador de aerosol 1 de conformidad con la invencion permite una composicion personalizada de este de conformidad con requerimientos espedficos. Puede evitarse el sobrecalentamiento del sustrato formador de aerosol 1 al seleccionar el segundo material susceptor 12, el cual tiene la segunda temperatura de Curie mas alta de manera que este define una temperatura maxima de calentamiento de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12. Cuando el segundo material susceptor 12 ha alcanzado su segunda temperatura de Curie, sus propiedades magneticas cambian de una fase ferromagnetica a una fase paramagnetica. Como consecuencia, las perdidas por histeresis del segundo material susceptor 12 desaparecen. Durante el calentamiento inductivo del sustrato formador de aerosol 1 este cambio de fase puede detectarse en lmea y el proceso de calentamiento puede detenerse automaticamente. Por lo tanto, un sobrecalentamiento del sustrato formador de aerosol 1 puede evitarse. Despues de que el calentamiento inductivo se ha detenido el segundo material susceptor 12 se enfna hasta que alcanza una temperatura menor que su segunda temperatura de Curie, a la cual recupera sus propiedades ferromagneticas nuevamente y reaparecen sus perdidas por histeresis. Este cambio de fase puede detectarse en lmea y el calentamiento inductivo puede activarse nuevamente. Por lo tanto, el calentamiento inductivo del sustrato formador de aerosol 1 corresponde a una activacion y desactivacion repetida del dispositivo de calentamiento inductivo. El primer material susceptor 11 ya no es una preocupacion para prevenir el sobrecalentamiento, debido a que su primera temperatura de Curie ya es menor que la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor 12.
Los primero y segundo materiales susceptores 11, 12, ambos, pueden optimizarse con respecto a la perdida de calor y por lo tanto a la eficiencia de calentamiento. Por lo tanto, los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 deben tener una reluctancia magnetica baja y una permeabilidad relativa correspondientemente alta para optimizar corrientes inducidas superficiales generadas por un campo electromagnetico variable de una fuerza dada. Los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 deben tener tambien resistividades electricas relativamente bajas para aumentar la disipacion de calor por el efecto Joule y por lo tanto la perdida de calor.
La segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor 12 puede seleccionarse de manera que al calentarse inductivamente una temperatura promedio general del sustrato formador de aerosol 1 no exceda de 240 °C. La temperatura promedio general del sustrato formador de aerosol 1 se define en la presente como la media aritmetica de un numero de mediciones de temperatura en las regiones centrales y en las regiones perifericas del sustrato formador de aerosol. En otra modalidad del sustrato formador de aerosol 1 la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor 12 puede seleccionarse de manera que no exceda de 370 °C, para evitar un sobrecalentamiento local del sustrato formador de aerosol 1 que comprende el material solido 10 el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol.
La composicion basica antes descrita del sustrato formador de aerosol 1 de la modalidad ilustrativa de la Figura 2 es comun a todas modalidades adicionales del sustrato formador de aerosol 1 el cual se describira de aqrn en adelante.
Como se muestra en la Figura 2, el sustrato formador de aerosol 1 comprende los primero y segundo materiales susceptores 11, 12, los cuales, ambos, pueden tener una configuracion en partfculas. Los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 tienen preferentemente un diametro esferico equivalente de 10 pm - 100 pm y se distribuyen por todo el sustrato formador de aerosol. El diametro esferico equivalente se usa en combinacion con partmulas de forma irregular y se define como el diametro de una esfera de volumen equivalente. A los tamanos seleccionados, los primero y segundo materiales en partmulas del susceptor 11, 12 pueden distribuirse por todo el sustrato formador de aerosol 1 segun se requiera y pueden retenerse de manera segura dentro del sustrato formador de aerosol 1. Los materiales en partmulas del susceptor 11, 12 pueden distribuirse por todo el material solido 10 aproximadamente de manera homogenea, como se muestra en la modalidad ilustrativa del sustrato formador de aerosol 1 de conformidad con la Figura 2.
La Figura 3 muestra otra modalidad de un sustrato formador de aerosol 1 el cual nuevamente se designa generalmente con el numero de referencia 1. El sustrato formador de aerosol 1 puede ser de una forma generalmente cilmdrica y puede estar encerrado por una cubierta tubular 15, tal como, por ejemplo, una envoltura. El sustrato formador de aerosol comprende el material solido 10 el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol 1 y al menos los primero y segundo materiales susceptores 11, 12. Los primero y segundo materiales susceptores 11, 12, ambos, pueden tener una configuracion en partmulas nuevamente, preferentemente que tengan un diametro esferico equivalente de 10 pm - 100 pm. Los primero y segundo materiales en partmulas del susceptor 11, 12 pueden tener un gradiente de distribucion por ejemplo de un eje central del sustrato formador de aerosol 1 a la periferia de este, o, como se muestra en la Figura 3, el primer material en partmulas del susceptor 11 puede concentrarse a lo largo de una parte central del sustrato formador de aerosol 1, mientras que el segundo material en partmulas del susceptor 12 puede distribuirse en regiones perifericas del sustrato formador de aerosol 1 con picos de concentracion local, o viceversa.
En la Figura 4 se muestra una modalidad adicional de un sustrato formador de aerosol, el cual lleva el numero de referencia 1 nuevamente. El sustrato formador de aerosol 1 puede ser de una forma generalmente cilmdrica y puede estar encerrado por una cubierta tubular 15, tal como, por ejemplo, una envoltura. El sustrato formador de aerosol 1 comprende el material solido 10 el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol 1 y al menos los primero y segundo materiales susceptores 11,
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12. El primer material susceptor 11 puede tener una configuracion de filamento. El primer material susceptor de configuracion de filamento puede tener diferentes longitudes y diametros y puede distribuirse por todo el material solido. Como se muestra de manera ilustrativa en la Figura 4 el primer material susceptor 11 de configuracion de filamento puede tener una forma tipo alambre y puede extenderse aproximadamente de manera axial a traves de una extension longitudinal del sustrato formador de aerosol 1. El segundo material susceptor 12 puede tener una configuracion en partmulas y puede distribuirse por todo el material solido 10 con picos de concentracion local. Alternativamente, el segundo material susceptor puede distribuirse tambien de manera homogenea por todo el material solido 10. Cabe destacar, sin embargo, que si fuera necesario, la configuracion geometrica de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 pueden intercambiarse. Por lo tanto, el segundo material susceptor 12 puede tener configuracion de filamento y el primer material susceptor 11 puede tener configuracion en partmulas.
En la Figura 5 se muestra aun otra modalidad ilustrativa de un sustrato formador de aerosol, el cual se designa generalmente con el numero de referencia 1 nuevamente. El sustrato formador de aerosol 1 puede ser nuevamente de una forma generalmente cilmdrica y puede estar encerrado por una cubierta tubular 15, tal como, por ejemplo, una envoltura. El sustrato formador de aerosol comprende el material solido 10 el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol 1 y al menos los primero y segundo materiales susceptores 11, 12. El primer material susceptor 11 puede tener una configuracion tipo malla la cual puede disponerse dentro del sustrato formador de aerosol 1 o, alternativamente, puede formar al menos parcialmente un revestimiento para el material solido 10. El termino “configuracion tipo malla” incluye capas que tienen discontinuidades a traves de estas. Por ejemplo, la capa puede ser un tamiz, una malla, una rejilla o una lamina perforada. El segundo material susceptor 12 puede tener configuracion en partmulas y puede distribuirse por todo el material solido 10. Nuevamente cabe destacar, que, si fuera necesario, la configuracion geometrica de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 puede intercambiarse. Por lo tanto, el segundo material susceptor 12 pueden ser de una configuracion tipo malla y el primer material susceptor 11 puede tener una configuracion en partmulas.
En la Figura 6 se muestra otra modalidad ilustrativa de un sustrato formador de aerosol, el cual se designa generalmente con el numero de referencia 1 nuevamente. El sustrato formador de aerosol 1 puede ser nuevamente de una forma generalmente cilmdrica y puede estar encerrado por una cubierta tubular 15, tal como, por ejemplo, una envoltura. El sustrato formador de aerosol comprende el material solido 10 el cual es capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol 1 y al menos los primero y segundo materiales susceptores 11, 12. Los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 pueden agruparse para formar una entidad estructural tipo malla. La entidad estructural tipo malla puede, por ejemplo, extenderse axialmente dentro del sustrato formador de aerosol 1. Alternativamente la entidad estructural tipo malla de los primero y segundo materiales susceptores 11, 12 puede formar al menos parcialmente un revestimiento para el material solido 10. El termino “estructura tipo malla” designa todas las estructuras que pueden agruparse de los primero y segundo materiales susceptores y tienen discontinuidades a traves de estas, que incluyen tamices, mallas, rejillas o una lamina perforada. La entidad estructural tipo malla se compone de filamentos que se extienden horizontalmente del primer material susceptor 11 y de filamentos que se extienden verticalmente del segundo material susceptor 12, o viceversa.
Aunque se han descrito diferentes modalidades de la invencion con referencia a los dibujos acompanantes, la invencion no se limita a estas modalidades. Varios cambios y modificaciones se conciben sin apartarse de la ensenanza general de la presente invencion. Por lo tanto, el alcance de proteccion se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sustrato formador de aerosol para usar en combinacion con un dispositivo de calentamiento inductivo (2), el sustrato formador de aerosol (1) comprende un material solido (10) capaz de liberar compuestos volatiles que pueden formar un aerosol con el calentamiento del sustrato formador de aerosol (1), y un primer material susceptor (11) para calentar el sustrato formador de aerosol (1), el primer material susceptor (11) tiene una primera temperatura de Curie y esta dispuesto en proximidad termica al material solido (10), caracterizado por que el sustrato formador de aerosol (1) comprende al menos un segundo material susceptor (12) que tiene una segunda temperatura de Curie y esta dispuesto en proximidad termica al material solido (10), los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tienen salidas de la tasa de absorcion espedfica (SAR) distintas unas de otras y/o la primera temperatura de Curie del primer material susceptor (11) es menor que la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor (12) y la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor (12) define una temperatura maxima de calentamiento de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12).
  2. 2. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 1, en donde las primera y segunda temperaturas de Curie de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) se seleccionan de manera que al calentarse inductivamente una temperatura promedio general del sustrato formador de aerosol (1) no exceda de 240 °C.
  3. 3. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 1 o 2, en donde la segunda temperatura de Curie del segundo material susceptor (12) no excede de 370 °C.
  4. 4. El sustrato formador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) es uno en forma de partfculas, o filamento, o configuracion tipo malla.
  5. 5. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 4, en donde al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tiene una configuracion en partfculas que tienen un diametro equivalente de 10 pm -100 pm y se distribuyen portodo el sustrato formador de aerosol (1).
  6. 6. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 4 o 5, en donde el primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tienen una configuracion en partfculas y se distribuyen generalmente de manera homogenea dentro del sustrato formador de aerosol (1).
  7. 7. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 4 o 5, en donde los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tienen una configuracion en partfculas y se disponen en formacion de apilado en diferentes ubicaciones dentro del sustrato formador de aerosol (1), el primer material susceptor (11) esta dispuesto en una region central del sustrato formador de aerosol (1), preferentemente a lo largo de una extension axial de este, y el segundo material susceptor (12) esta dispuesto en regiones perifericas del sustrato formador de aerosol (1).
  8. 8. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 4, en donde al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tiene una configuracion de filamento y se dispone dentro del sustrato formador de aerosol (1).
  9. 9. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 8, en donde al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) el cual tiene una configuracion de filamento, se dispone en una region central del sustrato formador de aerosol (1), preferentemente extendiendose a lo largo de una extension axial de este (1).
  10. 10. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 4, en donde al menos uno de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) tiene una configuracion tipo malla y se dispone dentro del sustrato formador de aerosol (1) o forma al menos parcialmente un revestimiento del material solido (10).
  11. 11. El sustrato formador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 4, en donde los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) se agrupan para formar una entidad estructural tipo malla la cual se dispone dentro del sustrato formador de aerosol (1) o forma al menos parcialmente un revestimiento del material solido (10).
  12. 12. El sustrato formador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sustrato formador de aerosol (1) se une a una boquilla (16), la cual opcionalmente comprende un tapon de filtro (17).
  13. 13. Un sistema suministrador de aerosol que comprende un dispositivo de calentamiento inductivo (2) y un sustrato formador de aerosol (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  14. 14. Un sistema suministrador de aerosol de conformidad con la reivindicacion 13, en donde el dispositivo de calentamiento inductivo (1) esta provisto de un circuito de control electronico (32), el cual se adapta para un calentamiento sucesivo o alterno de los primero y segundo materiales susceptores (11, 12) del sustrato formador de aerosol (1).
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