UA121886C2 - Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, спосіб виготовлення пакетика та пристрій, що утворює аерозоль, для використання з пакетиком - Google Patents

Abstract

Даний винахід належить до пакетика (100) із субстратом (102), що утворює аерозоль, для використання у пристрої (200), що утворює аерозоль, з електричним нагріванням. Пакетик (100) містить субстрат (102), що утворює аерозоль, який знаходиться всередині пакетика (100), й електричний нагрівальний елемент (104), що містить першу та другу електропровідні ділянки (106, 108). Електричний нагрівальний елемент (104) розташований всередині пакетика (100) та безпосередньо контактує з субстратом (102), що утворює аерозоль, а перша та друга електропровідні ділянки (106, 108) виконані з можливістю з'єднання електричного нагрівального елемента (104) із зовнішнім джерелом живлення. Даний винахід відноситься також до пристрою (200), що утворює аерозоль, з електричним керуванням для використання з пакетиком (100). Даний винахід додатково належить до способу виготовлення пакетика (100).

Description

Даний винахід відноситься до пакетика із субстратом, що утворює аерозоль, для використання у пристрої, що утворює аерозоль, з електричним нагріванням. Зокрема, даний винахід відноситься до такого пакетика, що містить електричний нагрівальний елемент. Даний винахід відноситься також до пристрою, що утворює аерозоль, для використання з пакетиком згідно з даним винаходом.

Курильні системи з електричним нагріванням зазвичай містять джерело живлення, таке як батарея, з'єднане з нагрівачем для нагрівання субстрату, що утворює аерозоль, з метою утворення аерозолю, який доставляється курцю. При експлуатації ці курильні системи з електричним нагріванням зазвичай подають імпульс високої потужності на нагрівач для забезпечення температурного діапазону, потрібного для роботи і для вивільнення летких сполук. Курильні системи з електричним нагріванням можуть бути багаторазовими і вони можуть бути виконані з можливістю розміщення в них одноразового курильного виробу, який містить субстрат, що утворює аерозоль, для утворення аерозолю. Як альтернатива, суміжно з електричним нагрівачем може бути розміщений розсипний тютюн. У випадку використання розсипного тютюну користувач зазвичай заповнює порожнину необхідною кількістю тютюну перед використанням пристрою. Потім розсипний тютюн нагрівають до температури, достатньої для випаровування потрібних летких сполук у тютюні, без досягнення температури, достатньої для спалювання тютюну.

Такі системи дають результати, що значно відрізняються в залежності від багатьох факторів, що регулюються тільки користувачем, наприклад, в залежності від конкретних властивостей та типу використовуваного тютюну, кількості тютюну, що розміщений у порожнині, і від того, наскільки сильно користувач стискає тютюн при його розміщенні у порожнині.

На додаток, тютюн, що розміщений у порожнині, безпосередньо контактує з високотемпературною поверхнею, що нагрівається електричним нагрівачем, або, у деяких випадках, безпосередньо контактує з власне нагрівачем. Зазначений безпосередній контакт може призводити до залишків згорілого тютюну на зазначеній поверхні та нагрівачі, що може потребувати регулярного очищення.

Тому було би бажано знизити змінність та підвищити якість аерозолю, що утворюється такими пристроями, при одночасному підвищенні гігієнічності та скороченні потрібного об'єму

Зо очищення.

Згідно з першим аспектом даного винаходу, запропонований пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, для використання у пристрої що утворює аерозоль, з електричним нагріванням. Пакетик містить субстрат, що утворює аерозоль, який знаходиться всередині пакетика, й електричний нагрівальний елемент, що містить першу та другу електропровідні ділянки. Електричний нагрівальний елемент знаходиться всередині пакетика та безпосередньо контактує з субстратом, що утворює аерозоль, а перша та друга електропровідні ділянки виконані з можливістю з'єднання електричного нагрівального елемента із зовнішнім джерелом живлення.

Згідно з другим аспектом даного винаходу, запропонований пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, для використання у пристрої що утворює аерозоль, з електричним нагріванням. Пакетик містить: контейнер; субстрат, що утворює аерозоль, який знаходиться всередині контейнера; й електричний нагрівальний елемент, що містить першу та другу електропровідні ділянки. Електричні нагрівальні засоби знаходяться всередині контейнера та безпосередньо контактують з субстратом, що утворює аерозоль, а перша та друга електропровідні ділянки виконані з можливістю з'єднання нагрівального елемента із зовнішнім джерелом живлення.

Завдяки застосуванню споживаного пакетика, який містить субстрат, що утворює аерозоль, і вбудований нагрівач, забезпечується перевага, яка полягає як у зниженні змінності, так і у підвищенні якості аерозолю, що утворюється, і забезпечується одноразовий нагрівач, який внаслідок цього не потребує очищення. Такий пакетик забезпечує також можливість утворення пристрою, що утворює аерозоль, який використовує цей пакетик, з більше високою надійністю та меншими вимогами до догляду.

На додаток, завдяки застосуванню вбудованого електричного нагрівального елемента, забезпечується можливість скорочення максимальної відстані між нагрівальним елементом і субстратом, що утворює аерозоль, і, відповідно, можливість підвищення ефективності пристрою, що використовує пакетик. Завдяки більш ефективному нагріванню субстрату, що утворює аерозоль забезпечується можливість використання меншої кількості субстрату для утворення такої самої кількості аерозолю.

Переважно, перша та друга електропровідні ділянки являють собою контактні ділянки, і вони бо можуть бути зовнішніми щодо пакетика або контейнера. Завдяки застосуванню контактних ділянок, зовнішніх щодо пакетика або контейнера, забезпечується можливість спрощення електричного з'єднання між нагрівальним елементом і зовнішнім джерелом живлення. Контактні ділянки переважно виконані на першому та другому кінцях пакетика або контейнера, і субстрат, що утворює аерозоль, переважно розміщений у місці, що розташоване між першою контактною ділянкою та другою контактною ділянкою.

Перша та друга електропровідні ділянки можуть мати таку довжину, щоб вони проходили по суті за всією шириною пакетика. Електропровідні контактні ділянки можуть мати ширину від приблизно 0,5 мм до приблизно З мм, переважно - від приблизно 0,5 мм до приблизно 2 мм.

Переважно, електричний нагрівальний елемент містить множину електропровідних ниток, з'єднаних з першою та другою електропровідними контактними ділянками. Електричний опір електропровідних ниток може становити щонайменше на два порядки більше, ніж електричний опір електропровідних контактних ділянок. Таким чином, забезпечується, щоб тепло, яке генерується в результаті протікання струму через нагрівальний елемент, було локалізоване на електропровідних нитках. Переважно, щоб нагрівальний елемент мав низький загальний опір, якщо система одержує живлення від батареї. Мінімізація паразитних втрат між електричними контактами та нитками також є бажаною для мінімізації паразитних втрат потужності. Система з низьким опором і високим струмом забезпечує можливість подачі високої потужності на нагрівальний елемент. Таким чином, забезпечується швидке нагрівання нагрівальним елементом електропровідних ниток до потрібної температури.

Множина електропровідних ниток може утворювати сітку або матрицю ниток, або вони можуть утворювати ткане або неткане полотно. Електричний опір сітки, матриці або полотна з електропровідних ниток нагрівального елемента переважно становить від приблизно 0,3 Ом до приблизно 4 Ом. Більше переважно, електричний опір сітки, матриці або полотна з електропровідних ниток становить від приблизно 1 Ом до приблизно З Ом.

Нитки можуть мати діаметр від приблизно 10 мкм до приблизно 50 мкм, переважно - від приблизно 15 мкм до приблизно 30 мкм.

Сітка або матриця з ниток може мати довжину від приблизно З мм до приблизно 10 мм і ширину від приблизно 2 мм до приблизно 8 мм. В одному прикладі сітка або матриця з ниток має довжину приблизно 5 мм і ширину приблизно З мм. У даному прикладі сітка або матриця

Зо має приблизно 35 ниток.

Матеріал, що утворює електропровідні контактні ділянки, може мати питомий електричний опір від приблизно 10х103 Ом до приблизно 20х103 Ом.

Електропровідні нитки можуть бути розміщені з першою щільністю ниток для утворення нагрівального елемента, і з другою щільністю ниток для утворення електропровідних контактних ділянок, причому друга щільність більша, ніж перша щільність. Переважно, зазначені щільності являють собою чисельні щільності. При збільшенні щільності ниток збільшується ефективна площа поперечного перерізу контактних ділянок. Слід мати на увазі, що опір провідника обернено пропорційний площі поперечного перерізу провідника.

Перша щільність ниток може бути такою, щоб нагрівальна сітка мала розмір осередків від приблизно 100 меш США (приблизно 100 ниток на дюйм) до приблизно 400 меш США (приблизно 400 ниток на дюйм). Нагрівальна сітка може мати розмір осередків від приблизно 100 меш США (приблизно 100 ниток на дюйм) до приблизно 200 меш США (приблизно 400 ниток на дюйм).

Електропровідні нитки переважно являють собою вуглецеві нитки. Електропровідні нитки можуть бути утворені з будь-якого іншого підходящого матеріалу, такого як метал, наприклад, із нержавіючої сталі.

Нагрівальний елемент може містити щонайменше одну нитку, виготовлену з першого матеріалу, і щонайменше одну нитку, виконану з другого матеріалу, відмінного від першого матеріалу. Це може бути корисно з електричних або механічних причин. Наприклад, одна або більше ниток можуть бути утворені з матеріалу, опір якого значно змінюється залежно від температури, такого як сплав заліза й алюмінію. Таким чином, забезпечується можливість використання величини опору ниток для визначення температури або змін температури. Це може використовуватися для регулювання температури нагрівача з метою її підтримання в межах потрібного діапазону температури.

Пакетик може містити щонайменше два електричних нагрівальних елементи, з яких перший нагрівальний елемент розміщений на першій стороні субстрату, що утворює аерозоль, а другий нагрівальний елемент розміщений на другій стороні субстрату, що утворює аерозоль. Завдяки застосуванню двох нагрівальних елементів в одному пакетику, забезпечується перевага, яка полягає в можливості додаткового підвищення ефективності внаслідок додаткового скорочення бо максимальної відстані між субстратом, що утворює аерозоль, і джерелом тепла.

Пакетик або контейнер може являти собою порожнисту трубку. Порожниста трубка може бути утворена з гнучкого фольгового матеріалу. Субстрат, що утворює аерозоль, і нагрівальний елемент розміщені всередині порожнистої трубки. Порожниста трубка запечатана на кожному кінці з утворенням запечатаного пакетика. Порожниста трубка може бути запечатана термічним способом, або вона може бути запечатана за допомогою клею. У випадку, якщо електропровідні контактні ділянки виконані із зовнішньої сторони пакетика або контейнера, нагрівальний елемент може проходити через запечатані кінці, і контактні ділянки виявляються з'єднаними з нагрівальним елементом із зовнішньої сторони пакетика або контейнера.

Матеріал, що утворює пакетик або контейнер, може бути по суті газонепроникним. Пакетик або контейнер може бути утворений з фольгового матеріалу. Фольговий матеріал переважно є гнучким. Фольговий матеріал переважно являє собою жароміцний полімер. Переважно, зазначений матеріал є жароміцним аж до приблизно 250 градусів за Цельсієм або, більше переважно, аж до приблизно 265 градусів за Цельсієм. Жароміцний полімер може являти собою нейлон 6.6 (полі(гексаметиленадипамід)). Завдяки тому, що пакетик або контейнер утворений з матеріалу, який є по суті газонепроникним, забезпечується перевага, яка полягає у збільшенні терміну придатності пакетика.

Як альтернатива, матеріал, що утворює пакетик або контейнер, може бути проникним.

Пакетик може бути утворений з сітки. Зазначена сітка переважно є пористою для утворюваного аерозолю та забезпечує можливість вивільнення аерозолю з пакетика і його конденсації. Сітка може бути утворена будь-яким підходящим способом, наприклад, шляхом ткацького переплетення матеріалу або шляхом різання з використанням зубчастого валика і т.п., з подальшим розтягуванням матеріалу шляхом докладання зусилля, перпендикулярного осі зубчастих валиків.

Проникний пакетик може бути утворений з будь-якого підходящого матеріалу, здатного витримувати високу температуру під час використання, без горіння або без виділення небажаних запахів в аерозоль. Зокрема, для утворення пакетика особливо добре підходять натуральні волокна сизаль та рамі. Як альтернатива, пакетик може бути утворений з керамічних волокон або металу.

Матеріал, що використовується для утворення пакетика, може мати товщину від приблизно

Зо 50 мікрон до приблизно 300 мікрон. Розмір волокон матеріалу, який використовується для утворення пакетика, може становити від приблизно 10 мікрон до приблизно 30 мікрон.

Пакетик або контейнер пакетика може мати будь-які підходящі форму та розмір. У деяких варіантах здійснення форма поперечного перерізу пакетика або контейнера у першому напрямку являє собою одне з наступного: овал; коло; прямокутник; квадрат; і трикутник. Форма поперечного перерізу у другому напрямку, перпендикулярному першому напрямку, може являти собою одне з наступного: прямокутник; трикутник; коло; й овал.

У контексті даного документа термін "субстрат, що утворює аерозоль" використовується для опису субстрату, здатного при нагріванні вивільняти леткі сполуки, які можуть утворювати аерозоль. Зазначені леткі сполуки вивільняються в результаті нагрівання субстрату, що утворює аерозоль. Аерозолі, що утворюються із субстратів, що утворюють аерозоль, згідно з даним винаходом, можуть бути видимими або невидимими і можуть містити пари (наприклад, тонкодисперсні частинки речовин, які знаходяться у газоподібному стані, і при кімнатній температурі зазвичай є рідкими або твердими), а також гази і краплі рідини конденсованих парів.

Субстрат, що утворює аерозоль, може бути твердим або рідким або містити як тверді, так і рідкі компоненти. У переважному варіанті здійснення субстрат, що утворює аерозоль, є твердим.

Субстрат, що утворює аерозоль, може містити нікотин. Нікотиновмісний субстрат, що утворює аерозоль, може являти собою матрицю з нікотинової солі. Субстрат, що утворює аерозоль, може містити матеріал рослинного походження. Субстрат, що утворює аерозоль, може містити тютюн, і тютюновмісний матеріал переважно містить леткі ароматичні сполуки тютюну, які вивільняються із субстрату, що утворює аерозоль, при нагріванні. Субстрат, що утворює аерозоль, може містити гомогенізований тютюновий матеріал.

Субстрат, що утворює аерозоль, може містити тютюн й утворювач аерозолю. Тютюн може являти собою одне або більше з наступного: люльковий тютюн; різаний наповнювач; відновлений тютюн; і гомогенізований тютюн.

Субстрат, що утворює аерозоль, переважно містить гомогенізований тютюновий матеріал; утворювач аерозолю; і воду. Завдяки застосуванню гомогенізованого тютюнового матеріалу, поліпшується генерування аерозолю, вміст нікотину й ароматичний профіль. Це пов'язане з 60 тим, що процес виготовлення гомогенізованого тютюну включає в себе подрібнення тютюнового листа, що забезпечує можливість набагато більш ефективного виділення нікотину й ароматів при нагріванні.

Гомогенізований тютюновий матеріал може бути утворений за допомогою агломерації тютюну у вигляді частинок. У гомогенізованому тютюновому матеріалі, при його наявності, вміст утворювача аерозолю може становити не менше 5 95 за вагою у перерахунку на суху вагу, і переважно - від більше ніж 5 95 до 30 95 за вагою у перерахунку на суху вагу.

Субстрат, що утворює аерозоль, може, як альтернатива, містити матеріал, що не містить тютюну. Субстрат, що утворює аерозоль, може містити гомогенізований матеріал рослинного походження.

Субстрат, що утворює аерозоль, може містити щонайменше один утворювач аерозолю.

Зазначений утворювач аерозолю може являти собою будь-яку підходящу відому сполуку або суміш сполук, які при використанні сприяють утворенню щільного та стабільного аерозолю й є по суті стійкими до термічної деградації при робочій температурі пристрою, що утворює аерозоль. Підходящі утворювачі аерозолю добре відомі з рівня техніки і включають в себе, але без обмеження: багатоатомні спирти, такі як триетиленгліколь, 1,3-бутандіол і гліцерин; складні ефіри багатоатомних спиртів, такі як гліцерол моно-, ді- або триацетат; і аліфатичні складні ефіри моно-, ди- або полікарбонових кислот, такі як диметилдодекандіоат (І диметилтетрадекандіоат. Особливо переважними речовинами, що утворюють аерозоль, є багатоатомні спирти або їх суміші, такі як триетиленгліколь, 1,3-бутандіол і, найбільше переважно, гліцерин.

Субстрат, що утворює аерозоль, може містити інші домішки й інгредієнти, такі як ароматизатори.

Субстрат, що утворює аерозоль, переважно містить нікотин і щонайменше один утворювач аерозолю. В особливо переважному варіанті здійснення утворювач аерозолю являє собою гліцерин.

Згідно з третім аспектом даного винаходу, запропонований пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням. Пристрій містить: джерело живлення; електронну схему керування; порожнину, виконану з можливістю розміщення вищеописаного пакетика із субстратом, що утворює аерозоль, згідно з будь-яким із варіантів здійснення першого або другого аспекту

Зо даного винаходу; фіксатор пакетика для фіксації пакетика у зазначеній порожнині; й електричні контакти, що розміщені суміжно із зазначеною порожниною та виконані з можливістю забезпечення електричного з'єднання електропровідних ділянок електричного нагрівального елемента пакетика з джерелом живлення. Фіксатор пакетика виконаний з можливістю підтримання електричного контакту між електричним нагрівальним елементом і зазначеними електричними контактами.

Фіксатор пакетика забезпечує перевагу, яка полягає у легкості вставляння пакетика користувачем, але при цьому забезпечує надійність як механічного, так і електричного приєднання до пристрою.

Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням може додатково містити щонайменше один проколювальний елемент, виконаний з можливістю проколювання пакетика із субстратом, що утворює аерозоль, при розміщенні пакетика у зазначеній порожнині. Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням може додатково містити перший комплект з щонайменше одного проколювального елемента та другий комплект з щонайменше одного проколювального елемента, причому перший комплект виконаний з можливістю проколювання першої сторони пакетика, а другий комплект виконаний з можливістю проколювання другої сторони пакетика з утворенням повітряного тракту через пакетик. Завдяки цьому, аерозоль, що утворюється при нагріванні пакетика нагрівальним елементом, захоплюється повітряним потоком при проходженні останнього через пакетик.

Проколювальний елемент або кожний з проколювальних елементів, за їх наявності, можуть бути порожнистими, так що зазначений тракт повітряного потоку проходить через проколювальні елементи і пакетик. Як альтернатива, проколювальний елемент може містити проколювальну ділянку та стрижневу ділянку, причому площа поперечного перерізу проколювальної ділянки більше, ніж площа поперечного перерізу стрижневої ділянки.

Проколювальна ділянка виконана з можливістю входження всередину пакетика, коли пакетик розміщений у зазначеній порожнині та проколюється проколювальним елементом або кожним із проколювальних елементів. У результаті утворюється повітряний тракт, що проходить навколо стрижневої ділянки і через пакетик.

Електричні контакти, що розміщені суміжно із зазначеною порожниною, можуть бути подовженими. Подовжені контакти переважно виконані з можливістю проходження по суті 60 вздовж всієї довжини електропровідних контактних ділянок пакетика. Завдяки збільшенню площі контакту між подовженими контактами й електропровідними контактними ділянками, забезпечується перевага, яка полягає у зниженні паразитних втрат потужності в результаті зниження опору в місці цього з'єднання.

Як альтернатива, у випадку, якщо електропровідні ділянки пакетика не є зовнішніми щодо пакетика або контейнера пакетика, електричні контакти, які розміщені суміжно із зазначеною порожниною, можуть містити один або більше проколювальних елементів. Проколювальні елементи можуть проколювати пакетик, коли цей пакетик розміщується у зазначеній порожнині, для забезпечення контакту з електропровідними ділянками всередині пакетика. Електропровідні ділянки нагрівального елемента можуть являти собою нагрівальні нитки, і у цьому випадку електричні контакти, які розміщені суміжно із зазначеною порожниною, виконані з можливістю електричного контакту із зазначеними нитками так, щоб їх електричний опір був значно нижчий, ніж електричний опір інших ділянок ниток. Переважно, зазначений електричний опір має величину щонайменше на порядок нижче, щоб забезпечити мінімальне нагрівання в області, суміжній з електричними контактами. Більше переважно, електричний опір має величину щонайменше на два порядки нижче.

Переважно, зазначена порожнина являє собою внутрішню порожнину всередині зовнішнього корпусу пристрою. Зазначена порожнина може мати розміри і форму, що підходять для розміщення всього пакетика цілком, або, як альтернатива, для розміщення лише частини пакетика. Розміри і форма поперечного перерізу зазначеної порожнини переважно є по суті такими самими, що і розміри і форма поперечного перерізу пакетика.

Фіксатор пакетика може містити кришку, виконану з можливістю переміщення між першим положенням, в якому забезпечена можливість вставки пакетика всередину зазначеної порожнини, і другим положенням, в якому пакетик зафіксований у зазначеній порожнині. Кришка може бути шарнірно закріплена на основному корпусі пристрою. Шарнірна кришка може бути шарнірно закріплена на першому кінці кришки, а другий кінець кришки містить мундштук.

Кришка може містити щонайменше один проколювальний елемент. Таким чином, може бути забезпечена механічна перевага, яка полягає у можливості проколювання пакетика проколювальним елементом або кожним із проколювальних елементів, за їх наявності, з більшою легкістю, тобто з меншим необхідним зусиллям. Кришка може утримуватися у другому положенні будь-якими підходящими засобами, такими як магніти, наприклад неодимові магніти, або за допомогою засувки, що від'єднується.

Як альтернатива, кришка може бути приєднана до пристрою з можливістю ковзання. Як ще одна альтернатива, кришка може містити гвинтову різьбу, й основний корпус пристрою може містити відповідну гвинтову різьбу, так що забезпечується можливість загвинчування кришки в основний корпус для фіксації кришки на пристрої та, відповідно, для фіксації пакетика всередині зазначеної порожнини.

Кришка може містити порожнину, виконану з можливістю об'єднання з порожниною для розміщення пакетика, з утворенням порожнини, яка вміщує пакетик.

Пристрій, що утворює аерозоль, переважно містить щонайменше один впускний повітряний отвір, щонайменше один випускний повітряний отвір і тракт повітряного потоку, що проходить між зазначеними щонайменше одним впускним повітряним отвором і щонайменше одним випускним повітряним отвором.

Джерело живлення може являти собою батарею, і може являти собою батарею, що перезаряджається, виконану з можливістю здійснення множини циклів зарядження та розрядження. Батарея може являти собою батарею на основі літію, наприклад, літій- кобальтову, літій-залізо-фосфатну, літій-титанову або літій-полімерну батарею. Як альтернатива, батарея може являти собою нікель-металогідридну батарею або нікель-кадмієву батарею. Ємність батареї переважно вибирають таким чином, щоб забезпечити можливість її багаторазового використання користувачем до тих пір, поки не буде потрібне перезарядження.

Ємність батареї переважно достатня для її щонайменше 20-разового використання користувачем до тих пір, поки не буде потрібне перезарядження.

Пристрій, що утворює аерозоль, містить схему керування. Схема керування переважно виконана з можливістю подачі живлення від джерела живлення на щонайменше один нагрівач пакетика. Переважно, схема керування додатково виконана з можливістю підтримки температури зазначеного щонайменше одного нагрівача в діапазоні від приблизно 100 градусів

С до 350 градусів С, більше переважно - від 180 градусів С до приблизно 260 градусів С, і найбільше переважно - від приблизно 220 градусів С до приблизно 240 градусів С. Субстрат, що утворює аерозоль, може діяти як ізолятор між зазначеним щонайменше одним нагрівачем і матеріалом пакетика або матеріалом контейнера пакетика. Таким чином, температуру бо матеріалу пакетика або матеріалу контейнера пакетика переважно підтримують нижче приблизно 265 градусів С, більше переважно - нижче приблизно 200 градусів С, і ще більше переважно - нижче приблизно 150 градусів С.

Схема керування може містити мікропроцесор, який може являти собою програмований мікропроцесор, мікроконтролер або спеціалізовану інтегральну мікросхему (АБІС) або іншу електронну схему, здатну здійснювати керування. Електрична схема може містити додаткові електронні компоненти.

Пристрій, що утворює аерозоль, може містити детектор затяжки, з'єднаний зі схемою керування. Детектор затяжки переважно виконаний з можливістю визначення моменту, коли користувач здійснює затяжку на мундштуці пристрою, що утворює аерозоль. Переважно, електронна схема керування додатково виконана з можливістю керування подачею живлення на зазначений щонайменше один нагрівальний елемент відповідно до сигналу від детектора затяжки.

Живлення може подаватися на нагрівальний елемент безупинно після активації системи, або воно може подаватися з перервами, наприклад, від затяжки до затяжки. Живлення може подаватися на нагрівальний елемент у вигляді імпульсів електричного струму.

Пристрій, що утворює аерозоль, переважно містить перемикач, що активується користувачем, для включення подачі живлення на електричний нагрівач.

Пристрій переважно містить щонайменше один впускний повітряний отвір і щонайменше один випускний повітряний отвір для утворення повітряного тракту від зазначеного щонайменше одного впускного повітряного отвору до зазначеного щонайменше одного випускного повітряного отвору через зазначену порожнину. Щонайменше одна стінка зазначеної порожнини може бути пористою або вона може містити впускний повітряний отвір.

Пристрій, що утворює аерозоль, переважно, містить мундштук.

Пристрій може додатково містити детектор, здатний виявляти наявність пакетика у зазначеній порожнині та відрізняти зазначений пакетик від інших пакетиків, виконаних для використання із системою. Детектор може використовуватися для керування живленням електричного нагрівача таким чином, щоб живлення не могло подаватися, якщо пакетик не виявлений у зазначеній порожнині. Як альтернатива або додатково, детектор може бути виконаний з можливістю інформування контролера про тип пакетика у зазначеній порожнині,

Зо щоб забезпечити можливість застосування належного протоколу нагрівання.

Протокол нагрівання може містити одне або більше з наступного: максимальна робоча температура для електричного нагрівача, максимальний час нагрівання на затяжку, мінімальний час між затяжками, максимальне число затяжок на пакетик і максимальний загальний час нагрівання для пакетика. Застосування протоколу нагрівання з урахуванням конкретного пакетика забезпечує перевагу, оскільки субстрати, що утворюють аерозоль, у конкретних пакетиках можуть потребувати конкретних умов нагрівання або забезпечувати за їх допомогою поліпшені курильні враження. Електронна схема може бути програмованою, й у цьому випадку можливе зберігання й оновлення різних протоколів нагрівання.

Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, може містити щонайменше одне з наступного: маркер, що має упізнавану спектроскопічну ознаку та вбудований у матеріал пакетика; й ідентифікаційну інформацію, надруковану на пакетику. Детектор переважно виконаний з можливістю розпізнавання пакетика в залежності від зазначеного маркера або від зазначеної надрукованої ідентифікаційної інформації.

В одному варіанті здійснення, детектор переважно являє собою спектроскопічний детектор, що містить оптичний датчик, який має щонайменше один випромінювач світла та щонайменше один фотодетектор. Переважно, випромінювач світла виконаний з можливістю випромінювання світла з довжиною хвилі в інфрачервоному діапазоні або світла з довжиною хвилі в ультрафіолетовому діапазоні. Переважно, фотодетектор виконаний з можливістю виявлення світла з довжиною хвилі в інфрачервоному діапазоні або світла з довжиною хвилі в ультрафіолетовому діапазоні.

Зазначений маркер може містити спектроскопічну ознаку, що упізнається при поглинанні.

Коли маркер освітлюють джерелом світла, яке належить пристрою, що утворює аерозоль, маркер буде поглинати конкретну довжину хвилі або групу довжин хвиль, і, таким чином, довжини хвиль світла, які будуть прийматися фотодетектором потім, будуть забезпечувати для пристрою, що утворює аерозоль, можливість визначення маркера залежно від відсутніх довжин хвиль.

Фізичну та хімічну структуру маркера можна регулювати таким чином, щоб довжину хвилі світла, що поглинається, можна було задавати за вимогою. У переважному варіанті здійснення довжина хвилі світла, що поглинається, не знаходиться у видимій частині спектра. Переважно,

довжина хвилі, що поглинається, знаходиться в інфрачервоному або ультрафіолетовому діапазоні.

На додаток до маркера або замість маркера, який містить спектроскопічну ознаку, що розпізнається при поглинанні, маркер може містити спектроскопічну ознаку, що розпізнається при емісії. Коли маркер освітлюють світлом від джерела світла, яке належить пристрою, що утворює аерозоль, маркер переважно збуджується цим світлом й емітує щонайменше одну довжину хвилі світла, яка зміщена від довжини хвилі збуджуючого світла. Слід мати на увазі, що вищезазначене являє собою форму фотолюмінесценції і може являти собою фосфоресценцію або флюоресценцію. Шляхом регулювання фізичної та хімічної структури маркера можна регулювати спектроскопічну ознаку. У деяких варіантах здійснення ознака, що розпізнається, може залежати від часу запізнення емісії відносно моменту збудження, або від швидкості загасання емісії після збудження.

У переважному варіанті здійснення довжина хвилі емітованого світла не знаходиться у видимій частині спектра. Переважно, довжина хвилі емітованого світла знаходиться в інфрачервоному або ультрафіолетовому діапазоні.

В іншому варіанті здійснення, детектор містить оптичний датчик, який містить щонайменше один випромінювач світла та щонайменше один фотодетектор. У цьому варіанті здійснення детектор може містити один випромінювач світла й один фотодетектор. Як альтернатива, детектор може містити більше одного фотодетектора у вигляді одномірної (наприклад, лінійної) матриці фотодетекторів. Крім того, детектор може містити більше одного фотодетектора у вигляді двомірної матриці фотодетекторів.

Ідентифікаційна інформація, яка надрукована на пакетику, може містити одне або більше з наступного: тип пакетика, тип субстрату, що утворює аерозоль, дата виготовлення, місце виготовлення, номер партії й інша виробнича інформація, а також термін придатності.

Ідентифікаційна інформація може бути надрукована на пакетику у різних видах. Для друку можуть використовуватися різні фарби, у тому числі видима фарба, ультрафіолетова (УФ) фарба, інфрачервона (ІЧ) фарба, фосфоресцентна фарба, флуоресцентна фарба та металева фарба.

Згідно з ще одним аспектом даного винаходу, передбачена система, що утворює аерозоль,

Зо з електричним керуванням. Система містить вищеописаний пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням згідно з третім аспектом даного винаходу та вищеописаний пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, згідно з першим або другим аспектом даного винаходу.

Система може являти собою курильну систему з електричним керуванням. Система може являти собою систему, що утворює аерозоль, яка утримується в руці. Система, що утворює аерозоль, може мати розмір, порівняний з розміром звичайної сигари або сигарети. Курильна система може мати загальну довжину від приблизно 30 мм до приблизно 150 мм. Курильна система може мати зовнішній діаметр від приблизно 5 мм до приблизно 30 мм.

Згідно з ще одним варіантом здійснення даного винаходу, запропонований спосіб виготовлення вищеописаного пакетика із субстратом, що утворює аерозоль, згідно з першим або другим аспектом даного винаходу. Спосіб включає в себе етапи, на яких: подають полотно з електропровідного матеріалу; подають гранули субстрату, що утворює аерозоль, на полотно через рівні проміжки; подають полотно з електропровідного матеріалу, що об'єднане з гранулами, всередину трубчастого матеріалу; і запечатують трубчастий матеріал через рівні проміжки таким чином, щоб гранули субстрату, що утворює аерозоль, виявилися розташованими між швами, з утворенням запечатаних пакетиків із субстратом, що утворює аерозоль, причому полотно з електропровідного матеріалу утворює електричний нагрівальний елемент у кожному пакетику.

Переважно, спосіб додатково включає в себе етап, на якому розрізають трубку в місцях запечатування з утворенням окремих запечатаних пакетиків із субстратом, що утворює аерозоль.

Як альтернатива, спосіб може додатково включати в себе етап, на якому виконують лінії ослаблення в місцях запечатування, щоб забезпечити можливість відриву окремих пакетиків із субстратом, що утворює аерозоль. Лінія ослаблення може являти собою лінію перфораційних отворів, що проходить за шириною трубки. Спосіб може додатково включати в себе етап, на якому розрізають ряд пакетиків на групи пакетиків, що містять множину пакетиків, наприклад два, три, чотири, п'ять, шість, сім, вісім або більше пакетиків, з'єднаних за лініями ослаблення.

Спосіб може додатково включати в себе етап, на якому наносять матеріал на полотно з електропровідного матеріалу з утворенням електропровідних контактних ділянок через рівні проміжки. Електропровідний матеріал переважно наносять у поперечному напрямку полотна. Як бо альтернатива, електропровідний матеріал може бути нанесений безперервно вздовж машинного напрямку полотна. В ще одному варіанті здійснення спосіб може додатково включати в себе етап, на якому встановлюють скобу з електропровідного матеріалу суміжно з кожним запечатаним кінцем пакетика з утворенням електропровідних контактних ділянок через рівні проміжки.

У контексті даного документа термін "машинний напрямок" відноситься до напрямку, в якому полотно з електропровідного матеріалу переміщається вздовж технологічної лінії. Термін "поперечний напрямок" відноситься до напрямку, ортогональному машинному напрямку.

Електропровідний матеріал може бути утворений із сітки, яка щонайменше має електропровідні нитки у машинному напрямку, а електричні контакти утворені з електропровідних ниток, що розміщені у поперечному напрямку, при цьому електропровідні нитки, що утворюють зазначені електричні контакти, мають першу щільність ниток, а електропровідні нитки, що утворюють зазначену сітку, мають другу щільність ниток, причому перша щільність більше, ніж друга щільність. Зазначені щільності переважно являють собою чисельні щільності.

Гранули субстрату, що утворює аерозоль, можуть подаватися на зазначене полотно під тиском, або вони можуть осідати шляхом осадження суспензії.

Будь-яка ознака в одному аспекті даного винаходу може бути застосована до інших аспектів винаходу у будь-якій підходящій комбінації. Зокрема, аспекти способу можуть бути застосовані до аспектів пристрою, і навпаки. Більше того, будь-які, деякі та/або всі ознаки в одному аспекті можуть бути застосовані до будь-яких, деяких і/або всіх ознак у будь-якому іншому аспекті у будь-якій підходящій комбінації.

Також слід мати на увазі, що конкретні комбінації різних ознак, описаних і визначених у будь- яких аспектах даного винаходу, можуть бути реалізовані та/або надані, і/або використані незалежно.

Даний винахід охоплює по суті способи та пристрої описані в даному документі з посиланнями на супровідні графічні матеріали.

Даний винахід буде додатково описаний виключно на прикладах, з посиланнями на супровідні графічні матеріали, на яких: на фіг. 1 показаний вигляд у розрізі пакетика згідно з одним варіантом здійснення даного винаходу; на фіг. 2 показаний пакетик за фіг. 1;

На фіг. З показані пристрій, що утворює аерозоль, і пакетик згідно з одним варіантом здійснення даного винаходу; на фіг. 4 показаний пристрій, що утворює аерозоль, за фіг. З під час використання; і на фіг. 5 показаний процес виготовлення пакетиків згідно з даним винаходом.

На фіг. 1 показаний пакетик 100 із субстратом, що утворює аерозоль, для використання у пристрої, що утворює аерозоль, з електричним нагріванням. Пакетик 100 містить гранулу 102 субстрату, що утворює аерозоль, електричний нагрівальний елемент 104, першу електропровідну контактну ділянку 106 і другу електропровідну контактну ділянку 108.

Компоненти пакетика заключені всередині контейнера 110. На фіг. 2 показана зовнішня поверхня контейнера 110 пакетика. Як можна бачити, електропровідні контактні ділянки 106 і 108 виконані всередині пакетика 100.

Електричний нагрівальний елемент 104 являє собою нагрівач сітчастого типу, утворений нитками з вуглецевих волокон, з розміром осередків приблизно 120 меш США (приблизно 120 ниток на дюйм (2,54 см)). Нитки мають діаметр приблизно 16 мкм. Загальний опір нагрівального елемента становить приблизно 1 Ом. Сітка електрично з'єднана з електропровідними контактними ділянками 106 і 108. Контактні ділянки 106 і 108 також утворені нитками з вуглецевих волокон. Нитки контактних ділянок розташовані більше щільно, ніж нитки у сітці, й у результаті електричний опір контактних ділянок 106 і 108 становить щонайменше на порядок менше, ніж опір сітки, переважно - щонайменше на два порядки менше.

Субстрат, що утворює аерозоль, містить тютюн й утворювач аерозолю, такий як полігідридний спирт. Полігідридний спирт переважно являє собою пропіленгліколь або гліцерин.

В одному варіанті здійснення тютюн являє собою гомогенізований тютюн.

Субстрат, що утворює аерозоль, у формі гранули 102 притиснутий до нагрівального елемента і, таким чином, безпосередньо з'єднаний з нагрівальним елементом. У результаті знижена споживана потужність пристрою.

Гранула 102 субстрату, що утворює аерозоль, і нагрівальний елемент 104 запечатані у контейнері 110. Контейнер 110 утворений з гнучкого фольгового матеріалу, який є жароміцним щонайменше аж до робочої температури пристрою. Фольговий матеріал у даному прикладі 60 являє собою нейлон 6.6.

Пакетик має ширину приблизно 10 мм і довжину від приблизно 12 мм до приблизно 15 мм.

Гранула 102 субстрату, що утворює аерозоль, має масу від приблизно 50 мг до приблизно 400

МГ.

При використанні пакетик нагрівають у пристрої, що утворює аерозоль, для утворення аерозолю, як більше докладно описано нижче.

На фіг. З показаний пристрій 200, що утворює аерозоль, з електричним керуванням, який використовується для нагрівання пакетика з метою утворення аерозолю. Пристрій 200, що утворює аерозоль, є портативним і має розмір, порівнянний з розміром традиційної сигари або сигарети. Пристрій містить джерело 202 електроживлення, таке як батарея, що перезаряджається; схему 204 керування; порожнину 206 для розміщення пакетика 100 із субстратом, що утворює аерозоль; й електричні контакти 208 їі 210, які розташовані з кожної сторони від порожнини 206 для розміщення пакетика. Основний корпус пристрою містить впускний повітряний отвір 212. Пристрій додатково містить мундштук 214, що містить випускний повітряний отвір 216. Мундштук 214 виконаний на рухомій шарнірній кришці.

Порожнина 206 містить множину проколювальних елементів 218. Рухома шарнірна кришка також містить множину проколювальних елементів 220. При використанні, коли кришка знаходиться у першому, відкритому положенні, показаному на фіг. З, користувач вставляє запечатаний пакетик 100 всередину порожнини 206 і потім переміщує кришку вниз у друге, закрите положення, що показане на фіг. 4. Кришка утримується у закритому положенні за допомогою магнітів (не показані). Як альтернатива, може використовуватися механічна засувка або інший подібний утримуючий пристрій. Проколювальні елементи у зазначеній порожнині й у кришці є порожнистими та виконані з можливістю проколювання запечатаного пакетика з утворенням повітряного тракту, який проходить через порожнисті проколювальні елементи і через пакетик. Як показано на фіг. 4, зазначений повітряний тракт проходить від впускного повітряного отвору 212 вздовж пристрою, через порожнисті проколювальні елементи 218 у порожнині 206, через пакетик 100 ії через порожнисті проколювальні елементи 220 до випускного повітряного отвору 216.

На додаток до проколювання пакетика, кришка виконана з можливістю як механічного утримання, так й електричного з'єднання пакетика з пристроєм. Електричні контакти 208 і 210 виконані з можливістю електричного з'єднання з електропровідними контактними ділянками 106 і 108 пакетика, коли кришка знаходиться у другому, закритому положенні. Електричні контакти 208 і 210 виконані з можливістю проколювання зовнішнього контейнера пакетика таким чином, щоб вони безпосередньо контактували з внутрішніми електропровідними контактними ділянками. Електричні контакти 208 і 210 можуть мати зубці для більш ефективного проколювання пакетика та контакту з електропровідними контактними ділянками 106 і 108 відповідно. В альтернативних варіантах здійснення контактні ділянки пакетика є зовнішніми, і, таким чином, не потрібне проколювання пакетика електричними контактами пристрою.

Контролер 204 виконаний з можливістю подачі живлення на електричний нагрівальний елемент 104 від джерела 206 живлення з метою нагрівання пакетика до робочої температури, коли користувач активує пристрій або шляхом здійснення затяжки на мундштуці з метою активації датчика затяжки (не показаний), або шляхом активації ручного перемикача (не показаний). У переважному прикладі робоча температура становить приблизно 200 градусів С.

Після того, як пакетик досяг робочої температури, користувач здійснює затяжку на мундштуці, повітря втягується у пристрій через впускний повітряний отвір 212, проходить через порожнину 206 і пакетик 100, і виходить через випускний повітряний отвір 216 у мундштуці 214.

Як показано на фіг. 5, пакетики можуть вироблятися у лінійному виробничому процесі.

Полотно з матеріалу 300, що містить сітку для електричного нагрівального елемента, подають з бобіни матеріалу полотна (не показана). На етапі 302 на матеріал полотна через рівні проміжки наносять електропровідні контактні ділянки 304. На етапі 306 між контактними ділянками 304 наносять гранули субстрату 308, що утворює аерозоль, шляхом притиснення гранул до матеріалу полотна. Як можна бачити, гранули субстрату, що утворює аерозоль, наносять між контактними ділянками через один, залишаючи порожню ділянку. Далі, на етапі 310 подають матеріал полотна всередину трубчастого матеріалу 312 для утворення контейнера пакетика.

Трубчастий матеріал 312 подають з бобіни (не показана). Потім на етапі 316 запечатують 314 трубчастий матеріал на порожніх ділянках, які не містять гранул субстрату, що утворює аерозоль. На завершення, на етапі 318 розрізають трубчастий матеріал з утворенням окремих запечатаних пакетиків 100. (510)

Claims (19)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, для використання у пристрої, що утворює аерозоль, з електричним нагріванням, який містить: субстрат, що утворює аерозоль, всередині пакетика; й електричний нагрівальний елемент, що містить першу та другу електропровідні ділянки, причому електричний нагрівальний елемент знаходиться всередині пакетика та безпосередньо контактує із субстратом, що утворює аерозоль, а перша та друга електропровідні ділянки виконані з можливістю з'єднання електричного нагрівального елемента із зовнішнім джерелом живлення.

2. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за п. 1, в якому перша та друга електропровідні ділянки являють собою контактні ділянки, зовнішні щодо пакетика.

3. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за п. 2, в якому електричний нагрівальний елемент містить множину електропровідних ниток, з'єднаних з першою та другою електропровідними контактними ділянками.

4. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за п. 3, в якому електричний опір електропровідних ниток становить щонайменше на два порядки більше, ніж електричний опір електропровідних контактних ділянок.

5. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за п. З або п. 4, в якому електропровідні нитки розміщені з першою чисельною щільністю для утворення нагрівального елемента, і з другою чисельною щільністю для утворення електропровідних контактних ділянок, причому друга чисельна щільність більша, ніж перша чисельна щільність.

6. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за будь-яким із пп. 1-5, що містить щонайменше два електричних нагрівальних елементи, причому перший нагрівальний елемент розміщений на першій стороні субстрату, що утворює аерозоль, а другий нагрівальний елемент розміщений на другій стороні субстрату, що утворює аерозоль.

7. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за будь-яким із пп. 1-6, який утворений з фольгового матеріалу або сітчастого матеріалу.

8. Пакетик із субстратом, що утворює аерозоль, за будь-яким із пп. 1-7, який утворений з Зо порожнистого трубчастого матеріалу, причому зазначений порожнистий трубчастий матеріал запечатаний на кожному кінці з утворенням запечатаного пакетика.

9. Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням, який містить: джерело живлення; електрону схему керування; порожнину, виконану з можливістю розміщення пакетика із субстратом, що утворює аерозоль, за будь-яким із пп. 1-8; фіксатор пакетика для фіксації пакетика у зазначеній порожнині; й електричні контакти, які розміщені суміжно із зазначеною порожниною та виконані з можливістю забезпечення електричного з'єднання електропровідних ділянок електричного нагрівального елемента пакетика з джерелом живлення, причому фіксатор пакетика виконаний з можливістю підтримання електричного контакту між електричним нагрівальним елементом і зазначеними електричними контактами.

10. Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням за п. 9, який додатково містить щонайменше один проколювальний елемент, виконаний з можливістю проколювання пакетика з субстратом, що утворює аерозоль, при розміщенні пакетика у зазначеній порожнині.

11. Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням за п. 10, який містить перший комплект із щонайменше одного проколювального елемента та другий комплект із щонайменше одного проколювального елемента, причому перший комплект виконаний з можливістю поколювання першої сторони пакетика а другий комплект виконаний з можливістю проколювання другої сторони пакетика з утворенням повітряного тракту через пакетик.

12. Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням за п. 10 або п. 11, в якому проколювальний елемент або кожний з проколювальних елементів є порожнистим, так що утворюється повітряний тракт через проколювальний елемент і пакетик.

13. Пристрій, що утворює аерозоль, з електричним керуванням за будь-яким із пп. 9-12, в якому фіксатор пакетика містить кришку, виконану з можливістю переміщення між першим положенням, в якому забезпечена можливість вставляння пакетика у зазначену порожнину, і другим положенням, в якому пакетик зафіксований у зазначеній порожнині.

14. Спосіб виготовлення пакетика із субстратом, що утворює аерозоль, за будь-яким із пп. 1-8, що включає етапи, на яких: бо подають полотно з електропровідного матеріалу;

подають гранули субстрату, що утворює аерозоль, на полотно через рівні проміжки; подають полотно, яке об'єднане з гранулами, всередину трубчастого матеріалу; і запечатують трубчастий матеріал через рівні проміжки так, що гранули субстрату, що утворює аерозоль, розташовані між швами, з утворенням запечатаних пакетиків із субстратом, що утворює аерозоль, причому полотно з електропровідного матеріалу утворює електричний нагрівальний елемент у кожному пакетику.

15. Спосіб виготовлення за п. 14, який додатково включає етап, на якому розрізають трубку на кожному шві з утворенням окремих запечатаних пакетиків із субстратом, що утворює аерозоль.

16. Спосіб виготовлення за п. 14 або п. 15, який додатково включає етап, на якому наносять матеріал на полотно з електропровідного матеріалу з утворенням електричних контактних ділянок через рівні проміжки.

17. Спосіб виготовлення за п. 16, в якому електропровідний матеріал утворюють з сітки, яка щонайменше має електропровідні нитки у машинному напрямку, причому електричні контактні ділянки утворюють з електропровідних ниток, розміщених у поперечному напрямку, при цьому електропровідні нитки, що утворюють контактні ділянки, мають першу чисельну щільність ниток, а електропровідні нитки, що утворюють сітку, мають другу чисельну щільність ниток, причому перша чисельна щільність більша, ніж друга чисельна щільність.

18. Спосіб виготовлення за п. 14 або п. 15, який додатково включає етап, на якому встановлюють скобу з електропровідного матеріалу суміжно з кожним запечатаним кінцем пакетика з утворенням електричних контактів через рівні проміжки.

19. Спосіб виготовлення за будь-яким із пп. 14-18, згідно з яким гранули субстрату, що утворює аерозоль, подають на полотно під тиском або осаджують їх шляхом осадження суспензії. й КЕ є я 100 о х жд шк З Я / 108 ме Ї ен / І ! З КЗ й ; | Її Я х Кох і / х ГУ і і х , чу з ї і дит З У я я я ї клас ї; сееефоднкютююсо косо осо кн НН ВЕ я 3 ЗВ ситно дних 8 її Б. ока ШИ ШНШИ ; хе Зк ванн жан жан ВХ оозоофоююююссє х хо ж НЯ Б Вк їх я яв з: сви ще панно ооо днк снеки ши о о А а в ші: нй шини шишок в НИ М ЕЕ що дернини вени и де З ви Он пох З ефе М Он ана иа В ШИ хі ; Її інн и Ен ї АВ нн ї ень: ння нн кофе х сх ск Ба ШКОх РЕК ее З КОС о ня шк а Кі й - сонне Кент г, рі КУ КІ є Кк

Фіг. 1