ES2868187T3 - Artículo electrónico para fumar que comprende uno o más microcalentadores - Google Patents
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Abstract
Un artículo para fumar que comprende una fuente (40) de alimentación eléctrica; una composición (700) precursora de aerosol dentro de un depósito (205), la composición (700) precursora de aerosol que está en forma de líquido o gel en condiciones ambientales; una cámara (810) de pulverización que comprende una entrada adaptada para recibir partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol del depósito (205) y una salida adaptada para el paso del vapor formado desde la misma; un controlador (20) adaptado para controlar el flujo activo de las partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol en la cámara (810) de pulverización; y un microcalentador (50) en conexión eléctrica con la fuente (40) de alimentación eléctrica y conexión térmica con la cámara de pulverización (820), caracterizado porque el microcalentador (50) comprende un material eléctricamente conductor modelado según un patrón que recubre una capa (510) de soporte y que está configurado para vaporizar las partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol, en el que la cámara (810) de pulverización está definida por una pared (820), una cubierta (830) y una capa (540) de protección que recubre el microcalentador (50) y en el que la cámara (810) de pulverización está colocada dentro de una carcasa (15) exterior.
Description
DESCRIPCIÓN
Artículo electrónico para fumar que comprende uno o más microcalentadores
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a artículos de administración de aerosol y a los usos de los mismos para producir componentes de tabaco u otros materiales en forma inhalable. Los artículos pueden estar hechos, o ser derivados, del tabaco o, de alguna manera, incorporar tabaco para el consumo humano.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El documento US 7.131.599 B2 describe un dispositivo de pulverización que comprende una carcasa que tiene una apertura de emisión, medios de descarga provistos dentro de la carcasa, y que tiene al menos una cabeza de descarga para descargar una materia líquida como gotitas de una boquilla, que se comunica con una cavidad accionando un actuador para cambiar una presión dentro de la cavidad llena con una materia líquida, y medios de pulverización previstos dentro de la carcasa para pulverizar las gotitas descargadas desde los medios de descarga.
Muchos artículos para fumar se han propuesto a lo largo de los años como mejoras de, o alternativas a, los productos para fumar a base de combustionar tabaco. Las alternativas ejemplares han incluido dispositivos en los que se combustiona un combustible sólido o líquido para transferir calor al tabaco, o en los que se emplea una reacción química para proporcionar dicha fuente de calor. Numerosas referencias han propuesto diversos artículos para fumar de un tipo que genera vapor saborizado, aerosol visible o una mezcla de vapor saborizado y aerosol visible. Algunos de los tipos propuestos de artículos para fumar incluyen secciones tubulares o vías de paso de aire que se extienden longitudinalmente.
El objetivo de las mejoras o alternativas a los artículos para fumar ha sido típicamente proporcionar las sensaciones asociadas con fumar cigarrillos, puros o pipas, sin suministrar cantidades considerables de productos de pirólisis y combustión incompleta. Con este fin, se han propuesto numerosos productos para fumar, generadores de sabor e inhaladores medicinales que utilizan energía eléctrica para vaporizar o calentar un material volátil, o intentar proporcionar las sensaciones de fumar cigarrillos, puros o pipas sin quemar tabaco.
Se describen ejemplos generales de artículos para fumar alternativos en la patente estadounidense n.° 3.258.015 de Ellis y col.; la patente estadounidense n.° 3.356.094 de Ellis y col.; la patente estadounidense n.° 3.516.417 de Moses; la patente estadounidense n.° 4.347.855 de Lanzellotti y col.; la patente estadounidense n.° 4.340.072 de Bolt y col.; la patente estadounidense n.° 4.391.285 de Burnett y col.; la patente estadounidense n.° 4.917.121 de Riehl y col.; la patente estadounidense n.° 4.924.886 de Litzinger; y la patente estadounidense n.° 5.060.676 de Hearn y col. Muchos de esos tipos de artículos para fumar han empleado una fuente de carburante combustible que se quema para proporcionar un aerosol y/o calentar un material formador de aerosol. Véase, por ejemplo, la técnica anterior citada en la patente estadounidense n.° 4.714.082 de Banerjee y col. y la patente estadounidense n.° 4.771.795 de White y col. Véanse también, por ejemplo, los tipos de artículos para fumar descritos en la patente estadounidense n.° 4.756.318 de Clearman y col.; la patente estadounidense n.° 4.714.082 de Banerjee y col.; la patente estadounidense n.° 4.771.795 de White y col.; la patente estadounidense n.° 4.793.365 de Sensabaugh y col.; la patente estadounidense n.° 4.917.128 de Clearman y col.; la patente estadounidense n.° 4.961.438 de Korte; la patente estadounidense n.° 4.966.171 de Serrano y col.; la patente estadounidense n.° 4.969.476 de Bale y col.; la patente estadounidense n.° 4.991.606 de Serrano y col.; la patente estadounidense n.° 5.020.548 de Farrier y col.; la patente estadounidense n.° 5.033.483 de Clearman y col.; la patente estadounidense n.° 5.040.551 de Schlatter y col.; la patente estadounidense n.° 5.050.621 de Creighton y col.; la patente estadounidense n.° 5.065.776 de Lawson; la patente estadounidense n.° 5.076.296 de Nystrom y col.; la patente estadounidense n.° 5.076.297 de Farrieretal; la patente estadounidense n.° 5.099.861 de Clearman y col.; la patente estadounidense n.° 5.105.835 de Drewett y col.; la patente estadounidense n.° 5.105.837 de Barnes y col.; la patente estadounidense n.° 5.115.820 de Hauseretal; la patente estadounidense n.° 5,148,821 de Best y col.; la patente estadounidense n.° 5.159.940 de Hayward y col.; la patente estadounidense n.° 5.178.167 de Riggs y col.; la patente estadounidense n.° 5.183.062 de Clearman y col.; la patente estadounidense n.° 5.211.684 de Shannon y col.; la patente estadounidense n.° 5.240.014 de Deevi y col.; la patente estadounidense n.° 5.240.016 de Nichols y col.; la patente estadounidense n.° 5.345.955 de Clearman y col.; la patente estadounidense n.° 5.551.451 de Riggs y col.; la patente estadounidense n.° 5.595.577 de Bensalem y col.; la patente estadounidense n.° 5.819.751 de Barnes y col.; la patente estadounidense n.° 6.089.857 de Matsuura y col.; la patente estadounidense n.° 6.095.152 de Beven y col.; la patente estadounidense n.° 6.578.584 Beven; y la patente estadounidense n.° 6.730.832 de Domínguez. Además, ciertos tipos de cigarrillos que emplean elementos con combustible carbonoso han sido comercializados bajo las marcas "Premier" y "Eclipse" por la empresa R. J. Reynolds Tobacco Company. Véanse, por ejemplo, los tipos de cigarrillos descritos en Estudios Químicos y Biológicos Sobre Nuevos Prototipos de cigarrillos que Calientan en vez de Quemar Tabaco [Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco], R. J. Reynolds Tobacco Company monografía (1988) y Toxicología de la Inhalación, 12:5, p. 1 -58 (2000). Véase también la patente estadounidense con n.° de publicación 2005/0274390 de Banerjee y col., la patente estadounidense con n.° de publicación 2007/0215167 de Crooks y col., la patente estadounidense con n.° de publicación 2010/0065075 de Banerjee y col., y la patente estadounidense con n.° de publicación 2012/0042885 de Stone y col.
Ciertos productos de tabaco propuestos con forma de cigarrillo emplean supuestamente tabaco en una forma que no está destinada a quemarse en ningún grado significativo. Véanse, por ejemplo, la patente estadounidense n.° 4.836.225 de Sudoh; la patente estadounidense n.° 4.972.855 de Kuriyama y col.; y la patente estadounidense n.° 5.293.883 de Edwards. Otros tipos de artículos para fumar, como los tipos de artículos para fumar que generan vapores saborizados al someter el tabaco, o tabacos procesados, al calor producido a partir de fuentes de calor químicas o eléctricas,
se describen en la patente estadounidense n.° 4.848.374 de Chard y col.; las patentes estadounidenses n.° 4.947.874 y n.° 4.947.875 de Brooks y col.; la patente estadounidense n.° 5.060.671 de Counts y col.; la patente estadounidense n.° 5.146.934 de Deevi y col.; la patente estadounidense n.° 5.224.498 de Deevi; la patente estadounidense n.° 5.285.798 de Banerjee y col.; la patente estadounidense n.° 5.357.984 de Farrier y col.; la patente estadounidense n.° 5.593.792 de Farrier y col.; la patente estadounidense n.° 5.369.723 de Counts; la patente estadounidense n.° 5.692.525 de Counts y col.; la patente estadounidense n.° 5.865.185 de Collins y col.; la patente estadounidense n.° 5.878.752 de Adams y col.; la patente estadounidense n.° 5.880.439 de Deevi y col.; la patente estadounidense n.° 5.915.387 de Baggett y col.; la patente estadounidense n.° 5.934.289 de Watkins y col.; la patente estadounidense n.° 6.033.623 de Deevi y col.; la patente estadounidense n.° 6.053.176 de Adams y col.; la patente estadounidense n.° 6.164.287 de White; la patente estadounidense n.° 6.289.898 de Fournier y col.; la patente estadounidense n.° 6.615.840 de Fournier y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2003/0131859 de Li y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2005/0016549 de Banerjee y col.; y la patente estadounidense con n.° de publicación 2006/0185687 de Hearn y col.
Se han realizado ciertos intentos para suministrar vapores, pulverizadores o aerosoles, tales como los que poseen o incorporan sabores y/o nicotina. Véanse, por ejemplo, los tipos de dispositivos expuestos en las patentes estadounidenses con los números 4.190.046 de Virag; 4.284.089 de Ray; 4.635.651 de Jacobs; 4.735.217 de Gerth y col.; 4.800.903 de Ray y col.; 5.388.574 de lngebrethsen y col.; 5.799.663 de Gross y col.; 6.532.965 de Abhulimen y col.; y 6.598.607 de Adiga y col.; EP 1.618.803 de Hon; la patente estadounidense n.° 7.117.867 de Cox y col.; y los dispositivos expuestos en el sitio web, www.ecig.com.
Otros cigarrillos o artículos para fumar representativos que se han descrito y, en algunos casos, se han puesto a disposición comercial incluyen los que se describen en la patente estadounidense n.° 4.922.901 de Brooks y col.; la patente estadounidense n.° 5.249.586 de Morgan y col.; la patente estadounidense n.° 5.388.594 de Counts y col.; la patente estadounidense n.° 5.666.977 de Higgins y col.; la patente estadounidense n.° 6.196.218 de Voges; la patente estadounidense n.° 6.810.883 de Felter y col.; la patente estadounidense n.° 6.854.461 de Nichols; la patente estadounidense n.° 7.832.410 de Hon; la patente estadounidense n.° 7.513.253 de Kobayashi; la patente estadounidense n.° 7.726.320 de Robinson y col.; la patente estadounidense n.° 7.896.006 de Hamano; la patente estadounidense n.° 6.772.756 de Shayan; la patente estadounidense con n.° de publicación 2009/0095311 de Hon; la patente estadounidense con n.° de publicación 2006/0196518, 2009/0126745 y 2009/0188490 de Hon; la patente estadounidense con n.° de publicación 2009/0272379 de Thorens y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2009/0260641 y 2009/0260642 de Monsees y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2008/0149118 y 2010/0024834 de Oglesby y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2010/0307518 de Wang; y WO 2010/091593 a Hon. Véase también la patente estadounidense n.° 0657.047 de Minskoff y col. y la patente estadounidense con n.° de publicación 2011/0277757, 2011/0277760 y US 2011/0277764 de Terry y col. Otros ejemplos más incluyen productos de cigarrillos electrónicos disponibles comercialmente con los nombres ACCORD®; HEATBAR™; HYBRID CIGARETTE®, VEGAS™; E-GAR™; C-GAR™; E-MYSTICK™; IOLITE® Vaporizer, GREEN SMOKE®, BLU™ Gigs, WHITE CLOUD® Cirrus, V2CIGS™, SOUTH BEACH SMOKE™, SMOKETIP®, SMOKE STIK®, NJOY®, LUCI®, Royal Blues, SMART SMOKER®, SMOKE ASSIST®, Knight Sticks, GAMUCCI®, lnnoVapor, SMOKING EVERYWHERE®, Crown 7, CHOICE™ N0.7™, VAPORKING®, EPUFFER®, LOGIC™ ecig, VAPOR4LIFE®, NICOTEK®, METRO®, VUSE®, and PREMIUM™.
Los artículos para fumar que emplean materiales sustitutivos del tabaco y los artículos para fumar que emplean fuentes de calor distintas de la quema de relleno de tabaco picado para producir vapores con sabor a tabaco, o aerosoles visibles con sabor a tabaco, no han obtenido un éxito comercial generalizado. Los artículos que producen el gusto y la sensación de fumar calentando eléctricamente tabaco, en particular, han sufrido una emisión irregular de sabores u otros materiales inhalables. Los dispositivos para fumar calentados eléctricamente se han limitado además en muchos casos al requisito de un dispositivo de calentamiento externo que era poco práctico y restaba valor a la experiencia de fumar. Por consiguiente, puede ser deseable proporcionar un artículo para fumar que pueda proporcionar las sensaciones de fumar cigarrillos, puros o pipas, que lo haga sin quemar significativamente el tabaco, que lo haga sin la necesidad de una fuente de calor de combustión, y que lo haga sin suministrar necesariamente cantidades considerables de productos de pirólisis y combustión incompleta.
BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un artículo para fumar y procedimientos de uso del mismo para suministrar de forma controlable componentes precursores de aerosol. En la presente memoria se describe un artículo que incorpora uno o más microcalentadores para su uso en la vaporización o aerosolización de un material compuesto para proporcionar un resultado deseado al consumidor del artículo, tal como para lograr una experiencia sustancialmente similar a fumar un cigarrillo convencional o para lograr el suministro de un sabor o similar.
En diversas realizaciones, un artículo para fumar según la descripción comprende una fuente de alimentación eléctrica y un microcalentador en conexión eléctrica con la fuente de alimentación eléctrica. El microcalentador se puede caracterizar como un calentador basado en sistemas microelectromecánicos (MEMS). De forma alternativa, el microcalentador se puede caracterizar por ser un calentador de película delgada.
La naturaleza de un microcalentador útil según la presente descripción puede variar. En diversas realizaciones, el microcalentador comprende un material eléctricamente conductor modelado según un patrón. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor puede seleccionarse del grupo que consiste en metales elementales, aleaciones metálicas, silicio, carbono, carburos, nitruros y combinaciones de los mismos. El microcalentador comprende una capa de soporte sobre la que se modela el patrón del material eléctricamente conductor. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor puede ser una capa impresa que recubre la capa de soporte. De forma alternativa, el material eléctricamente conductor puede ser una capa grabada que recubre la capa de soporte. Preferiblemente, la capa de soporte es estable con respecto a la temperatura en un intervalo de temperatura definido, tal como un intervalo de temperatura de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 750 °C. En determinadas realizaciones, una capa de soporte puede comprender un material a base de silicio, como nitruro de silicio. El microcalentador comprende una capa de protección que recubre el material eléctricamente conductor y modelado según un patrón. Preferiblemente, la capa de protección es estable con respecto a la temperatura en un intervalo de temperatura definido, tal como un intervalo de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 750 °C. En determinadas realizaciones, la capa de protección puede comprender un material a base de silicio, como dióxido de silicio. Como se deduce de los párrafos anteriores un microcalentador útil en los artículos descritos actualmente puede comprender dos o más capas. Por ejemplo, el microcalentador se puede caracterizar por comprender un material eléctricamente conductor intercalado entre dos capas o dos membranas. Un microcalentador como se describe en la presente memoria también puede tener unas dimensiones definidas. Por ejemplo, el microcalentador puede tener una longitud de hasta aproximadamente 3 mm y una anchura de hasta aproximadamente 3 mm. Más particularmente, el microcalentador puede tener una longitud de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm y una anchura de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm.
Un microcalentador para su uso en un artículo como se describe en la presente memoria se puede utilizar independiente de otros componentes. En otras realizaciones, el microcalentador se puede unir a un sustrato. Dicho sustrato puede ser una fijación permanente del artículo, o el sustrato puede extraerse del artículo para fumar. Preferiblemente, el sustrato puede estar formado por un material eléctricamente aislante.
En realizaciones particulares, un artículo para fumar según la presente descripción puede comprender una pluralidad de microcalentadores. Si se desea, la pluralidad de microcalentadores se pueden alinear en serie dentro del artículo para fumar. Como tales, los microcalentadores alineados en serie se pueden adaptar para calentar en un orden definido (por ejemplo, secuencialmente) o un patrón (por ejemplo, dos o más microcalentadores calentados por separado fuera de secuencia, o dos o más microcalentadores calentados simultáneamente).
Un artículo para fumar como se describe en la presente memoria comprende además una composición precursora de aerosol. En realizaciones específicas, el microcalentador puede colocarse de forma operativa dentro del artículo para fumar para que esté sustancialmente en contacto con la composición precursora de aerosol. Además, la composición precursora de aerosol puede estar presente en una variedad de formas, tal como en forma de líquido o gel en condiciones ambientales. Si se desea, la composición precursora de aerosol de forma alternativa puede estar en forma de un sólido en condiciones ambientales. En realizaciones específicas, la composición precursora de aerosol puede estar en forma de un gel que se recubre sobre el microcalentador.
Según la invención, la composición precursora de aerosol se proporciona en un depósito de manera que la composición precursora de aerosol se separa del microcalentador. Por consiguiente, el artículo comprende un controlador adaptado para activar el suministro de un volumen definido de la composición precursora de aerosol al microcalentador. En realizaciones específicas, el microcalentador está en conexión térmica con una cámara formada por una pared, la cámara que está adaptada para recibir una parte alícuota de la composición precursora de aerosol a través de una apertura en la cámara. La cámara puede incluir una apertura adaptada para la salida de vapor de la cámara y/o puede incluir una apertura adaptada para la infiltración de aire. En determinadas realizaciones, la cámara puede tener un volumen de aproximadamente 0,2 ml a aproximadamente 1 ml. Dichas realizaciones se pueden adaptar para calentar por separado composiciones o componentes separados de las mismas. Por ejemplo, la composición precursora de aerosol puede comprender una pluralidad de componentes separados, el artículo para fumar puede comprender una pluralidad de depósitos que contienen por separado los componentes separados de la composición precursora de aerosol, y el artículo para fumar puede comprender una pluralidad de cámaras adaptadas para recibir partes alícuotas de los componentes separados de la composición precursora de aerosol desde los depósitos.
Además, el material portador se puede colocar dentro del artículo para que esté en contacto sustancial con el microcalentador. Si se desea, el artículo puede comprender una pluralidad de microcalentadores que están en contacto sustancial con el material portador.
La composición precursora de aerosol puede incluir una variedad de componentes. Por ejemplo, la composición puede comprender uno o más de un alcohol polihídrico, un medicamento, un material derivado del tabaco y un saborizante.
La fuente de alimentación eléctrica se puede seleccionar del grupo que consiste en una batería, un condensador y combinaciones de los mismos. Además, el artículo puede comprender un componente de control que activa el flujo de corriente desde la fuente de alimentación eléctrica al microcalentador. Por ejemplo, el componente de control puede comprender un sensor que se activa con una calada, o un sensor capacitivo.
En realizaciones adicionales, el artículo para fumar se puede caracterizar en relación con un pulverizador usado en su interior. Por ejemplo, el artículo para fumar puede incluir un microcalentador que esté integrado con un pulverizador. Más específicamente, el pulverizador puede comprender una cámara definida por una pared, una cubierta y una capa de protección que recubre el microcalentador. Además, una o ambas paredes y la cubierta pueden incluir una pluralidad de aperturas dimensionadas de manera que el vapor pase a través de las mismas pero de manera que el líquido no pase a través de las mismas.
Por tanto, la presente descripción también puede englobar un pulverizador que sea adecuado para su uso en un artículo electrónico para fumar. Por ejemplo, el pulverizador puede comprender una cámara formada por una pared de cámara, una cubierta y un microcalentador. La pared de la cámara y la cubierta pueden ser monolíticas y pueden unirse a una capa de soporte o una capa de protección de un microcalentador como se analiza en la presente memoria. Una o ambas de la pared de la cámara y la cubierta pueden incluir una pluralidad de aperturas dimensionadas de manera que el vapor pase a través de las mismas pero de manera que el líquido no pase a través de las mismas.
En realizaciones adicionales, la presente descripción se refiere a un procedimiento para formar un aerosol en un artículo para fumar. El procedimiento comprende iniciar el flujo de corriente desde una fuente de alimentación eléctrica dentro de un artículo para fumar a un microcalentador dentro del artículo para fumar para provocar el calentamiento del microcalentador y una composición precursora de aerosol en contacto con el microcalentador.
En realizaciones específicas, el artículo para fumar utilizado en el procedimiento puede comprender una pluralidad de microcalentadores y dos o más de los microcalentadores pueden calentarse simultáneamente. Además, la composición precursora de aerosol puede comprender dos o más componentes separados, y los componentes separados de la composición precursora de aerosol pueden calentarse por separado mediante los microcalentadores. Además, los microcalentadores pueden recibir flujo de corriente desde la fuente de alimentación eléctrica en diferentes condiciones, de manera que los microcalentadores se calientan a diferentes temperaturas o se calientan durante diferentes cantidades de tiempo. En algunas realizaciones, dos o más de los microcalentadores se pueden calentar en serie.
Si se desea, la composición precursora de aerosol puede estar recubierta de, ser adsorbida por, o ser adsorbida en, un material portador. Además, antes de la etapa de iniciar el flujo de corriente, el procedimiento puede comprender además introducir el material de soporte en el artículo para fumar. En otras realizaciones, el (los) microcalentador(es) se puede(n) unir a un sustrato. De manera similar, antes de la etapa de iniciar el flujo de corriente, el procedimiento puede comprender además introducir el sustrato en el artículo para fumar. De forma favorable, la composición precursora de aerosol puede recubrirse sobre el microcalentador o los microcalentadores unidos al sustrato. El procedimiento comprende iniciar el flujo de la composición precursora de aerosol desde un depósito a una cámara que está en conexión térmica con el microcalentador para calentar la composición precursora de aerosol dentro de la cámara.
La invención según la reivindicación 1 incluye lo siguiente:
Un artículo para fumar que comprende una fuente de alimentación eléctrica;
una composición precursora de aerosol dentro de un depósito, la composición precursora de aerosol que está en forma de líquido o gel en condiciones ambientales; una cámara de pulverización que comprende una entrada adaptada para recibir partes alícuotas de la composición precursora de aerosol del depósito y una salida adaptada para el paso del vapor formado desde el mismo; un controlador adaptado para controlar el flujo activo de las partes alícuotas de la composición precursora de aerosol en la cámara de pulverización; y un microcalentador en conexión eléctrica con la fuente de alimentación eléctrica y conexión térmica con la cámara de pulverización, el microcalentador que comprende un material eléctricamente conductor modelado según un patrón que recubre una capa de soporte y que está configurado para vaporizar las partes alícuotas de la composición precursora de aerosol, en el que se define la cámara de pulverización por una pared, una cubierta y una capa de protección que recubre el microcalentador, y en el que la cámara de pulverización se coloca dentro de una carcasa exterior. La descripción incluye además lo siguiente:
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador es un calentador basado en sistemas microelectromecánicos (MEMS).
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador es un calentador de película delgada.
El artículo para fumar anterior: en el que el material eléctricamente conductor se selecciona del grupo que consiste en metales elementales, aleaciones metálicas, silicio, cerámica, carbono, carburos, nitruros y combinaciones de los mismos.
El artículo para fumar anterior: en el que el material eléctricamente conductor es una capa impresa que recubre la capa de soporte, o en el que el material eléctricamente conductor es una capa grabada que recubre la capa de soporte. El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador comprende una capa de protección que recubre el material eléctricamente conductor y modelado según un patrón.
El artículo para fumar anterior: en el que la capa de soporte o la capa de protección es estable con respecto a la temperatura en un intervalo de temperatura de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 750 °C. El artículo para fumar anterior: en el que la capa de soporte o la capa de protección comprende un material a base de silicio.
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador comprende dos o más capas.
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador comprende un material eléctricamente conductor intercalado entre dos membranas.
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador tiene una longitud de hasta aproximadamente 3 mm y una anchura de hasta aproximadamente 3 mm.
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador tiene una longitud de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm y una anchura de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm.
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador está unido a un sustrato.
El artículo para fumar anterior: en el que el sustrato está formado por un material eléctricamente aislante.
El artículo para fumar anterior: comprende una pluralidad de microcalentadores.
El artículo para fumar anterior: en el que la composición precursora de aerosol está en un depósito de manera que la composición precursora de aerosol se separa del microcalentador.
El artículo para fumar anterior: en el que el artículo comprende un controlador adaptado para activar el suministro de un volumen definido de la composición precursora de aerosol al microcalentador.
El artículo para fumar anterior: en el que la cámara incluye una apertura adaptada para la salida de vapor de la cámara. El artículo para fumar anterior: en el que la cámara tiene un volumen de aproximadamente 0,2 ml a aproximadamente 1 ml.
El artículo para fumar anterior: en el que el microcalentador está integrado con un pulverizador.
El artículo para fumar anterior: en el que una o ambas de la pared y la cubierta incluyen una pluralidad de aperturas dimensionadas de manera que el vapor pase a través de las mismas pero de manera que no pase líquido a través de las mismas.
Un procedimiento para formar un aerosol en un artículo para fumar, el procedimiento que comprende iniciar el flujo de corriente desde una fuente de alimentación eléctrica dentro del artículo para fumar a un microcalentador dentro de una cámara en el artículo para fumar para provocar el calentamiento del microcalentador; e iniciar el flujo activo de partes alícuotas de una composición precursora de aerosol desde un depósito a una cámara que está en conexión térmica con el microcalentador para que entre en contacto con el microcalentador dentro de la cámara, provoque la vaporización de las partes alícuotas de la composición precursora de aerosol y provoque la vaporización composición precursora de aerosol para salir de la cámara, en el que la cámara está definida por una pared, una cubierta y una capa de protección que recubre el microcalentador, y en el que la cámara de pulverización se coloca dentro de una carcasa exterior.
El procedimiento anterior: en el que el artículo para fumar comprende una pluralidad de microcalentadores.
El procedimiento anterior: en el que la composición precursora de aerosol está recubierta de, es adsorbida por, o es adsorbida en, un material portador, y en el que antes de la etapa de iniciar el flujo de corriente, el procedimiento comprende además introducir el material portador en el artículo para fumar.
El procedimiento anterior: comprende además iniciar el flujo de la composición precursora de aerosol desde un depósito a una cámara que está en conexión térmica con el microcalentador para calentar la composición precursora de aerosol dentro de la cámara.
El pulverizador anterior: en el que una o ambas de la pared de la cámara y la cubierta incluyen una pluralidad de aperturas.
La pulverización anterior: en la que una o más de la pluralidad de aperturas están dimensionadas de manera que el vapor pase a través de las mismas pero de manera que no pase líquido a través de las mismas.
Estos y otros rasgos característicos, aspectos y ventajas de la descripción serán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción detallada junto con los dibujos adjuntos, que se describen brevemente a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Habiendo descrito así la invención en los términos generales anteriores, a continuación se hará referencia a los dibujos adjuntos, que no están necesariamente dibujados a escala, y en los que:
La FIGURA 1 es una vista en perspectiva de una realización de ejemplo de un microcalentador según la presente descripción;
la FIGURA 2 es una vista en perspectiva de una realización de ejemplo de un artículo para fumar según la descripción, en el que una porción de la carcasa exterior del artículo está cortada para revelar los componentes interiores del mismo;
la FIGURA 3 es una vista en perspectiva de una realización de ejemplo de un artículo para fumar según la descripción, en el que el artículo comprende un cuerpo de control y un cartucho que son acoplables y desmontables del mismo;
la FIGURA 4 es una vista en perspectiva de un sustrato que tiene una pluralidad de microcalentadores contenidos en el mismo según una realización de ejemplo de la descripción;
la FIGURA 5 es una sección transversal longitudinal a través de la línea A-A del sustrato ilustrado en la FIGURA 4 que muestra los microcalentadores rebajados dentro de pocillos en el sustrato y cubiertos con una composición precursora de aerosol;
la FIGURA 6 es una vista en perspectiva de un sustrato según una realización de ejemplo de la descripción, en el que el sustrato incluye dos capas con una pluralidad de microcalentadores entre las mismas;
la FIGURA 7 es una vista en perspectiva de una realización de ejemplo de un artículo para fumar según la descripción, en el que el artículo comprende un cuerpo unitario con una puerta con bisagras que proporciona acceso a una cavidad en su interior que recibe un sustrato que comprende una composición precursora de aerosol y que está flanqueada por un pluralidad de microcalentadores;
la FIGURA 8 es una vista en perspectiva de un pulverizador según una realización de ejemplo de la descripción; y
la FIGURA 9 es una vista en perspectiva de otro pulverizador según una realización de ejemplo de la descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
De aquí en adelante, la presente invención se describirá más en detalle en referencia a las realizaciones ejemplares de la misma. Estas realizaciones ejemplares se describen de modo que esta descripción sea exhaustiva y completa, y transmita por completo el alcance de la invención a los expertos en la técnica. De hecho, la invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en la presente memoria; más bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta descripción satisfaga los requisitos legales vigentes. Como se emplea en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular “un/o”, “una”, “el/la” incluyen las referencias en plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
La presente invención proporciona artículos que utilizan energía eléctrica para calentar un material (preferiblemente sin combustionar el material en ningún grado significativo) para formar una sustancia inhalable, los artículos que son suficientemente compactos para ser considerados dispositivos "de mano". En determinadas realizaciones, los artículos pueden caracterizarse particularmente como artículos para fumar. Como se emplea en esta memoria, el término pretende significar un artículo que proporciona el gusto y/o la sensación (por ejemplo, tacto de la mano o de la boca) de fumar un cigarrillo, puro o pipa sin la combustión sustancial de ningún componente del artículo. El término artículo para fumar no indica necesariamente que, en funcionamiento, el artículo produzca humo en el sentido de subproducto de combustión o pirólisis. Más bien, fumar se relaciona con la acción física de un individuo al usar el artículo, por ejemplo, sostener el artículo, aspirar el artículo en un extremo e inhalar del artículo. En realizaciones adicionales, los artículos de la invención se pueden caracterizar por ser artículos productores de vapor, artículos de aerosolización o artículos de administración de medicamentos. Por tanto, los artículos pueden disponerse de manera que proporcionen una o más sustancias en un estado inhalable. En otras realizaciones, la sustancia inhalable puede estar sustancialmente en forma de vapor (es decir, una sustancia que está en fase gaseosa a una temperatura inferior a su punto crítico). En otras realizaciones, la sustancia inhalable puede estar en forma de aerosol (es decir, una suspensión de partículas sólidas finas o gotitas de líquido en un gas). La forma física de la sustancia inhalable no está necesariamente limitada por la naturaleza de los artículos de la invención, sino que puede depender de la naturaleza
del medio y de la propia sustancia inhalable en cuanto a si existe en estado de vapor o en estado de aerosol. En algunas realizaciones, los términos pueden ser intercambiables. Por tanto, por motivos de simplicidad, se entiende que los términos utilizados para describir la invención son intercambiables a menos que se indique lo contrario.
En un aspecto, la presente invención proporciona un artículo para fumar. El artículo para fumar en general puede incluir una serie de componentes proporcionados dentro de un cuerpo alargado, que puede ser una única carcasa unitaria, o que puede estar formado por dos o más piezas separables. Por ejemplo, un artículo para fumar según una realización puede comprender una carcasa (es decir, el cuerpo alargado) que puede tener una forma sustancialmente tubular, como la forma de un cigarrillo o cigarro convencional. Dentro de la carcasa pueden residir todos los componentes del artículo para fumar (uno o más de los cuales pueden ser sustituibles). En otras realizaciones, un artículo para fumar puede comprender dos carcasas que están unidas y son separables. Por ejemplo, un cuerpo de control puede comprender una carcasa que contenga uno o más componentes reutilizables y que tenga un extremo que se una de forma extraíble a un cartucho. El cartucho puede comprender una carcasa que contiene uno o más componentes desechables y que tiene un extremo que se une de forma extraíble al cuerpo de control. Disposiciones más específicas de componentes dentro de la carcasa única, o dentro del cuerpo de control separable y el cartucho son evidentes a la luz de la descripción adicional proporcionada en la presente memoria.
Los artículos para fumar según la invención comprenden una combinación de una fuente de alimentación (es decir, una fuente de alimentación eléctrica), uno o más componentes de control (por ejemplo, para controlar/activar/regular el flujo de potencia desde la fuente de alimentación a uno o más componentes adicionales del artículo), un componente calentador y un componente precursor de aerosol. El artículo para fumar puede incluir además una trayectoria de flujo de aire definida a través del artículo de manera que el aerosol generado por el artículo se pueda retirar del mismo por un usuario que aspira el artículo. La alineación de los componentes dentro del artículo puede variar. En realizaciones específicas, el componente precursor de aerosol puede ubicarse cerca de un extremo del artículo que está próximo a la boca de un usuario para maximizar el suministro de aerosol al usuario. Sin embargo, no se excluyen otras configuraciones. En general, el componente calentador puede colocarse lo suficientemente cerca del componente precursor del aerosol de modo que el calor del componente calentador pueda volatilizar el precursor del aerosol (así como uno o más saborizantes, medicamentos o similares que también se pueden proporcionar para su suministro a un usuario) y formar un aerosol para su suministro al usuario. Cuando el miembro de calentamiento calienta el componente precursor de aerosol, se forma, se emite, o se genera un aerosol (solo o que incluye una sustancia inhalable adicional) en una forma física adecuada para la inhalación por parte de un consumidor. Cabe destacar que los términos anteriores están destinados a ser intercambiables. Como tal, los términos emitir, generar y formar pueden ser intercambiables, los términos emisión, generación y formación pueden ser intercambiables, los términos emite, forma y genera pueden ser intercambiables, y los términos emitidos, formados y generados pueden ser intercambiables. Específicamente, una sustancia inhalable se emite como vapor o aerosol o una mezcla de los mismos.
Un artículo para fumar según la invención comprende un miembro de calentamiento que calienta un componente precursor de aerosol para producir un aerosol para la inhalación por parte de un usuario. Un artículo para fumar como se describe en la presente memoria se caracteriza por comprender un microcalentador como miembro de calentamiento. Específicamente, el microcalentador está en conexión eléctrica con una fuente de alimentación eléctrica, como se describe más adelante en la presente memoria. El artículo para fumar puede incluir solo un único microcalentador. En otras realizaciones, sin embargo, el artículo para fumar puede comprender una pluralidad de microcalentadores. Por tanto, se entiende que aunque la presente descripción puede describir el artículo para fumar en términos de "un" microcalentador o "el" microcalentador, la descripción pretende abarcar realizaciones en las que el artículo para fumar incluye una pluralidad de microcalentadores.
En algunas realizaciones, el microcalentador utilizado en el artículo para fumar descrito actualmente puede caracterizarse como un calentador basado en sistemas microelectromecánicos (MEMS). Los calentadores basados en MEMS se han utilizado previamente en microsensores subminiatura tales como sensores de viento, sensores de humedad y sensores de gas. Dichos microcalentadores basados en MEMS pueden emitir calor aplicando una corriente eléctrica a una resistencia y pueden proporcionar ventajas tales como un bajo requisito de entrada de potencia y un tiempo de respuesta muy corto. Un microcalentador basado en MEMS es muy ventajoso en un artículo para fumar, como se describe actualmente, dado que puede proporcionar una función de dispositivo de baja tensión y/o baja potencia.
El microcalentador usado en el artículo para fumar descrito actualmente también se puede caracterizar como un calentador de película delgada o un calentador de película caliente. Esto puede ser particularmente descriptivo de la naturaleza física del microcalentador, que puede comprender un material eléctricamente conductor que se puede proporcionar específicamente en forma de película, es decir, una capa eléctricamente conductora. En determinadas realizaciones, el material eléctricamente conductor se puede modelar según un patrón. En otras palabras, el material eléctricamente conductor puede estar presente en el microcalentador en un patrón específico y, como tal, se refiere a la naturaleza física del microcalentador acabado y no se limita a un procedimiento para fabricar el microcalentador. El espesor de la capa eléctricamente conductora puede variar y puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 5 gm o menos, alrededor de 4 gm o menos, alrededor de 3 gm o menos, alrededor de 2 gm o menos, alrededor de 1 gm o menos, alrededor de 0,75 gm o menos, alrededor de 0,5 gm o menos, alrededor de 0,25 gm o menos, alrededor de 0,1 gm o menos, o aproximadamente 0,075 gm o menos. En otras realizaciones, la capa eléctricamente conductora
puede tener un espesor de aproximadamente 0,01 pm a aproximadamente 5 pm, de aproximadamente 0,05 pm a aproximadamente 3 pm, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 2,5 pm, de aproximadamente 0,2 pm a aproximadamente 2 pm, o de aproximadamente 0,5 pm a 1 pm.
El material eléctricamente conductor usado en el microcalentador puede comprender fundamentalmente cualquier material que sea eléctricamente conductor y adecuado para la formación de películas delgadas en los intervalos de tamaño analizados anteriormente. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor puede seleccionarse del grupo que consiste en metales elementales, aleaciones metálicas, silicio (incluyendo silicio monocristalino y polisilicio), cerámica, carbono, carburos, nitruros y combinaciones de los mismos. En realizaciones más específicas, el material eléctricamente conductor puede estar formado por platino, oro, plata, cobre, aluminio, tungsteno, zinc, níquel, titanio, nicromo, carburo de silicio, polisilicio, silicio monocristalino, nitruro de titanio y similares. En realizaciones particulares, los metales elementales, como el platino, pueden ser particularmente favorables debido a que presentan buena resistencia a la oxidación y estabilidad a largo plazo. Un microcalentador de película delgada según la presente descripción puede presentar un nivel alto de robustez y estabilidad que se puede preferir a los alambres calientes más frágiles y menos estables.
Además de la capa eléctricamente conductora, un microcalentador según la presente descripción comprende una capa de soporte. En particular, el material eléctricamente conductor está modelado según un patrón sobre dicha capa de soporte. La capa de soporte está formada preferiblemente de un material que es estable con respecto a la temperatura bajo las temperaturas de funcionamiento del calentador. Por ejemplo, la capa de soporte puede ser estable con respecto a la temperatura a una temperatura de aproximadamente 150 °C o más, aproximadamente 200 °C o más, aproximadamente 300 °C o más, aproximadamente 400 °C o más, o aproximadamente 500 °C o más. En otras realizaciones, la capa de soporte puede ser estable con respecto a la temperatura en un intervalo de temperatura de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 750 °C, de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 650 °C, o de aproximadamente 175 °C a aproximadamente 500 °C. En algunas realizaciones, la capa de soporte puede estar formada por un material cerámico, particularmente un material a base de silicio. Un ejemplo específico de material de capa de soporte es un material de nitruro de silicio. Sin embargo, se pueden usar otros materiales, como vidrio o cuarzo. También se pueden usar ciertos materiales termoplásticos, como los copolímeros de olefinas cíclicas (COC). La capa de soporte puede estar formada por un material aislante o puede incluir una capa aislante.
Un microcalentador según la presente invención comprende una capa de protección que recubre la capa eléctricamente conductora. La capa de protección está formada preferiblemente de un material de manera que la capa de protección sea estable con respecto a la temperatura bajo las temperaturas de funcionamiento del microcalentador y que sea radiante y/o conductora del calor. Por ejemplo, la capa de protección puede ser estable con respecto a la temperatura a una temperatura de aproximadamente 150 °C o más, aproximadamente 200 °C o más, aproximadamente 300 °C o más, aproximadamente 400 °C o más, o aproximadamente 500 °C o más. En otras realizaciones, la capa de protección puede ser estable con respecto a la temperatura en un intervalo de temperatura de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 750 °C, de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 650 °C, o de aproximadamente 175 °C a aproximadamente 500 °C. En algunas realizaciones, la capa de protección puede estar en contacto directo con una composición precursora de aerosol o un componente de la misma. Por consiguiente, es preferible que la capa de protección sea sustancialmente no reactiva químicamente con los diversos compuestos que pueden incluirse en el material precursor de aerosol. Por sustancialmente no reactiva químicamente se entiende que cualquier reacción química entre la capa de protección y un componente del material precursor de aerosol está suficientemente limitada de manera que la capa de protección no se rompa para permitir que la composición precursora de aerosol esté en contacto directo con la capa eléctricamente conductora del microcalentador. De forma alternativa, la frase puede significar que cualquier reacción química entre la capa de protección y un componente del material precursor de aerosol está lo suficientemente limitada de manera que no se emitan los compuestos químicos presentes en la capa de protección (o se formen nuevos compuestos químicos) para combinarse con el aerosol formado para la inhalación por parte de un consumidor. En algunas realizaciones, la capa de soporte puede estar formada por un material cerámico, particularmente un material a base de silicio. Un ejemplo específico de material de capa de soporte es un material de dióxido de silicio. Sin embargo, se pueden usar otros materiales, como vidrio o cuarzo.
En particular, el microcalentador se puede caracterizar por ser un artículo multicapa. Específicamente, el microcalentador puede comprender dos o más capas. En otras realizaciones, el microcalentador se puede caracterizar por comprender un material eléctricamente conductor intercalado entre dos capas o dos membranas. El espesor de las capas adicionales, como la capa de soporte y la capa de protección, puede variar dependiendo de la aplicación. En algunas realizaciones, las capas adicionales pueden tener un tamaño similar al de la capa eléctricamente conductora. En otras realizaciones, las capas adicionales pueden tener un espesor mayor que la capa eléctricamente conductora, por ejemplo, cada una de ellas de forma independiente tiene un espesor de hasta aproximadamente 0,5 mm, hasta aproximadamente 0,75 mm, hasta aproximadamente 1 mm, hasta aproximadamente 1,5 mm, hasta aproximadamente 2 mm, o hasta aproximadamente 5 mm.
El microcalentador en su forma de funcionamiento se puede caracterizar también en relación con sus dimensiones adicionales. Específicamente, el microcalentador puede tener una longitud y una anchura que son de forma independiente hasta aproximadamente 5 mm, hasta aproximadamente 4 mm, hasta aproximadamente 3 mm o hasta
aproximadamente 2 mm. En otras realizaciones, la longitud y el ancho del microcalentador de forma independiente pueden ser de aproximadamente 0,25 mm a aproximadamente 5 mm, de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm, de aproximadamente 0,6 mm a aproximadamente 2,5 mm, de aproximadamente 0,7 mm a aproximadamente 2 mm o aproximadamente 0,75 mm hasta aproximadamente 1,5 mm.
En la FIGURA 1 se muestra una realización ejemplar de un microcalentador que se puede usar según la presente descripción. Como se ve en su interior, el microcalentador 50 está formado por una capa 510 de soporte, una capa 540 de protección y una capa 520 conductora eléctricamente modelada según un patrón, intercalada entre la capa de soporte y la capa de protección. Cada capa puede estar formada por materiales y tener las dimensiones como se describen en la presente memoria. El microcalentador también incluye terminales 530 que se extienden desde la capa eléctricamente conductora para proporcionar una conexión eléctrica del microcalentador (específicamente el material eléctricamente conductor) con los componentes eléctricos adicionales del artículo descrito en la presente memoria, incluidos los diversos componentes de control y la fuente de alimentación eléctrica. Preferiblemente, el microcalentador se coloca dentro de un artículo como se describe en la presente memoria de manera que los terminales no entren en contacto con la composición precursora de aerosol. Además, el microcalentador puede incluir componentes adicionales diseñados para aislar los terminales de la porción de la capa de protección que está en contacto con la composición precursora de aerosol para la formación de aerosol. Como se ilustra, la capa de protección es parcialmente transparente, pero los microcalentadores útiles como se describen en la presente memoria no necesitan ser necesariamente transparentes, y dichas características pueden variar dependiendo de los materiales utilizados. Asimismo, la capa de soporte y la capa de protección pueden tener las mismas o diferentes dimensiones, y el patrón de la capa eléctricamente conductora puede variar.
Los microcalentadores útiles en un artículo para fumar como se describe en la presente memoria se pueden preparar mediante una variedad de procesos adecuados. Por ejemplo, la deposición química de vapor a baja presión (LPCVD) se puede utilizar para lograr una construcción en capas de un microcalentador. Más particularmente,
la capa de soporte se puede depositar sobre un sustrato de construcción (por ejemplo, una oblea de silicio, una cerámica como un nitruro metálico, cuarzo o vidrio) mediante LPCVD. A partir de ahí, el material eléctricamente conductor se puede depositar sobre la capa de soporte también usando LPCVD. La capa eléctricamente conductora se puede modelar según se desee para proporcionar las propiedades de rendimiento deseadas para el microcalentador. Por ejemplo, se puede utilizar el grabado con iones reactivos (REI). Pueden formarse contactos eléctricos, como por ejemplo utilizando un proceso de pulverización catódica, para proporcionar medios para la conexión eléctrica del material eléctricamente conductor. La capa de protección se puede formar sobre la capa eléctricamente conductora usando, por ejemplo, deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD). El microcalentador completo se puede extraer del sustrato de construcción si se desea. Por ejemplo, el grabado anisotrópico con un proceso de REI profundo se puede utilizar para eliminar parte o todo un sustrato de construcción de silicio. Además, el microcalentador en capas se puede envasar, de manera que proporcione un fácil acceso a los contactos eléctricos y al mismo tiempo proporcione una protección adicional de los componentes funcionales del microcalentador. Por ejemplo, el envasado se puede utilizar para sellar herméticamente el microcalentador dentro de un material térmicamente estable y térmicamente conductor.
Otros medios para preparar un microcalentador útiles en los presentes artículos pueden incluir procesos de evaporación de metales para colocar una capa conductora sobre una capa de soporte. Si es necesario, se puede colocar una capa de adherencia antes de la etapa de evaporación del metal. El modelado de un material eléctricamente conductor se puede llevar a cabo usando un fotorresistente según técnicas de fotolitografía estándar (por ejemplo, Shipley-1818), que pueden incluir las siguientes etapas: recubrimiento por rotación del fotorresistente sobre la capa eléctricamente conductora; horneado suave (por ejemplo, a una temperatura de aproximadamente 65 °C) para eliminar el disolvente fotorresistente; alineación del fotorresistente aplicado, como en un alineador de máscara, exponiendo la capa eléctricamente conductora al mismo tiempo que se presiona contra la máscara deseada, por ejemplo, usando una lámpara UV, y revelando para disolver el fotorresistente modelado usando el revelador adecuado (como puede ser el disponible comercialmente en Shipley); y endurecimiento (por ejemplo, a una temperatura de aproximadamente 90 °C) para curar el fotorresistente. Con el fotorresistente aplicado, se puede utilizar un grabado con un disolvente adecuado para eliminar el material eléctricamente conductor todavía expuesto. A partir de ahí, el fotorresistente se puede eliminar utilizando un disolvente adecuado. Dicho procesamiento se puede caracterizar como fabricación sustractiva, y el microcalentador formado en general o la capa conductora se puede describir específicamente como un artículo o capa de fabricación sustractiva.
Se pueden utilizar diversas técnicas de impresión para preparar el microcalentador. Específicamente, se pueden utilizar técnicas de impresión del tipo por chorro de tinta para colocar sistemáticamente el material conductor en el patrón deseado. Esto puede ser particularmente útil para formar la capa conductora sobre la capa de soporte, que en sí misma puede ser relativamente delgada, sin la necesidad de un sustrato de construcción adicional. Dichas técnicas en las que el material eléctricamente conductor es una capa impresa que recubre la capa de soporte pueden caracterizarse como fabricación aditiva, y el microcalentador formado en general o la capa conductora específicamente pueden describirse como un artículo o capa de fabricación aditiva. Los procesos anteriores son solo ejemplos de los tipos de procesos que pueden usarse para preparar un microcalentador para usar según la presente descripción y no deben verse como limitantes de los microcalentadores que pueden usarse en los artículos descritos actualmente.
Además, los microcalentadores adecuados para su uso como se describe en la presente memoria se pueden obtener comercialmente de, por ejemplo, Kebaili Corporation (Irvine, CA, www.kebaili.com).
Los microcalentadores usados en los artículos descritos actualmente pueden proporcionar varias ventajas sobre el uso de elementos calentadores conocidos. Dichos microcalentadores pueden proporcionar particularmente un calentamiento eléctrico de alta eficiencia energética, particularmente cuando se suministran al microcalentador partes alícuotas definidas de material a calentar (por ejemplo, composiciones precursoras de aerosol) de forma controlada. Los microcalentadores también pueden facilitar la obtención de sustancias químicas de aerosoles de alta precisión de forma controlada.
Un artículo para fumar como se describe en la presente memoria en general puede incluir una fuente de alimentación eléctrica (o fuentes de alimentación eléctrica) para proporcionar un flujo de corriente que sea suficiente para proporcionar diversas funcionalidades al artículo, tales como encender los microcalentadores, encender los indicadores y similares. La fuente de alimentación puede adoptar diversas realizaciones. Preferiblemente, la fuente de alimentación es capaz de suministrar potencia suficiente para calentar rápidamente el microcalentador para proporcionar la formación de aerosol y alimentar el artículo mediante el uso durante el tiempo deseado. La fuente de alimentación preferiblemente está dimensionada para encajar cómodamente dentro del artículo. Entre los ejemplos de fuentes de alimentación útiles se incluyen las baterías de iones de litio que preferiblemente son recargables (por ejemplo, una batería recargable de litio-dióxido de manganeso). En particular, se pueden utilizar baterías de polímero de litio. También se pueden usar otros tipos de baterías, por ejemplo, celdas de níquel-cadmio CADNICA N50-AAA. Incluso más ejemplos de baterías que se pueden usar según la invención se describen en la solicitud de patente estadounidense con n.° de publicación 2010/0028766. Se pueden utilizar baterías de película fina en determinadas realizaciones de la invención. Cualquiera de estas baterías o combinaciones de las mismas se puede usar en la fuente de alimentación, pero se prefieren las baterías recargables debido a consideraciones de coste y de eliminación asociadas con las baterías desechables. En las realizaciones en las que se proporcionan baterías desechables, el artículo para fumar puede incluir acceso para retirar y sustituir la batería. De forma alternativa, en las realizaciones en las que se utilizan baterías recargables, el artículo para fumar puede comprender contactos de carga para la interacción con los contactos correspondientes en una unidad de recarga convencional que obtiene potencia de un enchufe de pared estándar de 120 voltios de CA, u otras fuentes tales como un sistema eléctrico de automóvil o un fuente de potencia portátil independiente, incluyendo conexiones USB. Se pueden proporcionar medios para recargar la batería en un estuche de carga portátil que puede incluir, por ejemplo, una unidad de batería relativamente más grande que puede proporcionar múltiples cargas para las baterías relativamente más pequeñas presentes en el artículo para fumar. El artículo puede incluir además componentes para proporcionar un sistema de recarga inductivo sin contacto, de manera que el artículo se pueda cargar sin estar conectado físicamente a una fuente de alimentación externa. Por tanto, el artículo puede incluir componentes para facilitar la transferencia de energía desde un campo electromagnético a la batería recargable dentro del artículo.
En otras realizaciones, la fuente de alimentación también puede comprender un condensador. Los condensadores pueden descargarse más rápidamente que las baterías y se pueden cargar entre caladas, lo que permite que la batería se descargue en el condensador a una velocidad menor que si se utilizara para alimentar el miembro de calentamiento directamente. Por ejemplo, un supercondensador, es decir, un condensador eléctrico de doble capa (EDLC), se puede utilizar por separado, o en combinación con, una batería. Cuando se usa solo, el supercondensador se puede recargar antes de cada uso del artículo. Por tanto, la invención también puede incluir un componente cargador que se puede unir al artículo para fumar entre usos para reponer el supercondensador.
El artículo para fumar puede incluir además una variedad de software de gestión de potencia, hardware y/u otros componentes de control electrónico. Por ejemplo, dicho software, hardware y/o controles electrónicos pueden incluir llevar a cabo la carga de la batería, detectar el estado de carga y descarga de la batería, realizar operaciones de ahorro de potencia, impedir la descarga accidental o excesiva de la batería, contar caladas, delimitar caladas, duración de caladas, identificar el estado del cartucho, control de temperatura o similares.
Un "controlador" o "componente de control" según la presente descripción puede abarcar una variedad de elementos útiles en el presente artículo para fumar. Además, un artículo para fumar según la invención puede incluir uno, dos o incluso más componentes de control que se pueden combinar en un elemento unitario, o que puede(n) estar presente(s) en ubicaciones separadas dentro del artículo para fumar, y los componentes de control individuales se pueden utilizar para llevar a cabo diferentes aspectos de control. Por ejemplo, un artículo para fumar puede incluir un componente de control que esté integrado o de alguna manera combinado con una batería para controlar la descarga de potencia de la batería. El artículo para fumar por separado puede incluir un componente de control que controle otros aspectos del artículo. El artículo para fumar también puede incluir un componente de control en un cartucho para proporcionar funcionalidades específicas, incluido el almacenamiento de datos (por ejemplo, un microchip que incluye memoria). De forma alternativa, se puede proporcionar un único controlador que lleve a cabo múltiples aspectos de control o todos los aspectos de control del artículo. Igualmente, un sensor (por ejemplo, un sensor de calada) usado en el artículo puede incluir un componente de control que controla la activación de la descarga de potencia de la fuente de alimentación en respuesta a un estímulo. El artículo por separado puede incluir un componente de control que controle otros aspectos del artículo. De forma alternativa, se puede proporcionar un único controlador en el sensor, o asociado de alguna manera con el sensor para llevar a cabo múltiples aspectos de control o todos los aspectos de control del
artículo. Por tanto, se puede combinar una variedad de combinaciones de controladores en el presente artículo para fumar para proporcionar el nivel deseado de control de todos los aspectos del dispositivo.
El artículo para fumar también puede comprender uno o más componentes de control útiles para controlar el flujo de energía eléctrica desde la fuente de alimentación a otros componentes del artículo, tal como un elemento de calentamiento resistivo. El artículo puede comprender un componente de control que activa el flujo de corriente desde la fuente de alimentación, tal como el microcalentador. En algunas realizaciones, el artículo puede incluir un botón pulsador que se puede conectar a un circuito de control para el control manual del flujo de potencia. Uno o más botones pulsadores pueden estar sustancialmente alineados con una superficie exterior del artículo para fumar.
En lugar de (o además de) el botón pulsador, el artículo de la invención puede incluir uno o más componentes de control que responden a la aspiración del artículo por parte del consumidor (es decir, calentamiento activado por calada). Por ejemplo, el artículo puede incluir un conmutador que sea sensible a cambios de presión o cambios de flujo de aire a medida que el consumidor aspira el artículo (es decir, un conmutador activado por calada). Otros mecanismos de activación/desactivación de corriente pueden incluir un conmutador de encendido/apagado accionado por temperatura o un conmutador accionado por la presión de los labios. Un mecanismo ejemplar que puede proporcionar dicha capacidad de activación por calada incluye un sensor de silicio Modelo 163PC01036, fabricado por la división MicroSwitch de Honeywell, Inc., Freeport, Ill. Otros ejemplos de conmutadores eléctricos accionados a demanda que pueden emplearse en un circuito de calentamiento según la presente invención se describen en la patente estadounidense n.° 4.735.217 de Gerth y col. Otros conmutadores diferenciales, sensores de presión analógicos, sensores de caudal o similares adecuados serán evidentes para el experto en la técnica con el conocimiento de la presente descripción. Puede incluirse un tubo sensor de presión u otro conducto que proporcione una conexión de fluido entre el conmutador activado por calada y un paso de flujo de aire dentro del artículo para fumar, de modo que el conmutador identifique los cambios de presión durante la aspiración. Se proporciona una descripción adicional de los circuitos reguladores de corriente y otros componentes de control, incluidos los microcontroladores, que pueden ser útiles en el presente artículo para fumar en las patentes estadounidenses n.° 4.922.901, 4.947.874 y 4.947.875, todas de Brooks y col., la patente estadounidense n.° 5.372.148 de McCafferty y col., la patente estadounidense n.° 6.040.560 de Fleischhauer y col., y la patente estadounidense n.° 7.040.314 de Nguyen y col. Los componentes de detección capacitiva en particular se pueden incorporar en el dispositivo de diversas maneras para permitir diversos tipos de "encendido" y/o "apagado" para uno o más componentes del dispositivo. La detección capacitiva puede incluir el uso de cualquier sensor que incorpore tecnología basada en el acoplamiento capacitivo, incluyendo, pero sin limitarse a, sensores que detectan y/o miden proximidad, posición o desplazamiento, humedad, nivel de fluido, presión, temperatura o aceleración. La detección capacitiva puede surgir de componentes electrónicos que proporcionan capacitancia de superficie, capacitancia proyectada, capacitancia mutua o autocapacidad. Los sensores capacitivos en general pueden detectar cualquier cosa que sea conductora o que tenga un dieléctrico diferente al del aire. Los sensores capacitivos, por ejemplo, pueden sustituir los botones mecánicos (es decir, el botón pulsador mencionado anteriormente) con alternativas capacitivas. Por tanto, una aplicación específica de la detección capacitiva según la invención es un sensor capacitivo táctil. Por ejemplo, un panel táctil puede estar presente en el artículo para fumar que permite al usuario introducir una variedad de comandos. Básicamente, la almohadilla táctil puede proporcionar energía al elemento calentador de la misma forma que un botón pulsador, como ya se ha descrito anteriormente. En otras realizaciones, la detección capacitiva se puede aplicar cerca de la punta de la boca del artículo para fumar de manera que la presión de los labios sobre el artículo para fumar para aspirar el artículo pueda indicar al dispositivo que proporcione energía al elemento calentador. Además de los sensores de capacitancia táctil, se pueden utilizar sensores de capacitancia de movimiento, sensores de capacitancia de líquido y acelerómetros según la invención para desencadenar una variedad de respuestas del artículo para fumar. Además, también se pueden incorporar sensores fotoeléctricos en el artículo para fumar de la invención.
Los sensores utilizados en los presentes artículos pueden indicar expresamente el flujo de potencia de la señal al elemento calentador para calentar la composición precursora de aerosol y formar un vapor o aerosol para la inhalación por parte de un usuario. Los sensores también pueden proporcionar más funciones. Por ejemplo, se puede incluir un sensor de "activación". También se pueden utilizar otros procedimientos de detección que proporcionen una función similar.
Cuando el consumidor aspira la punta de la boca del artículo para fumar, los medios de activación de corriente pueden permitir un flujo de corriente sin restricciones o ininterrumpido a través del miembro de calentamiento resistivo para generar calor rápidamente. Puede ser útil incluir componentes reguladores de corriente para regular el flujo de corriente a través del microcalentador para controlar la velocidad de calentamiento y/o la duración del calentamiento.
El circuito regulador de corriente, en particular, puede basarse en el tiempo. Específicamente, un circuito de este tipo incluye un medio para permitir un flujo de corriente ininterrumpido a través del elemento calentador durante un período de tiempo inicial durante la aspiración, y un temporizador para regular posteriormente el flujo de corriente hasta que se complete la aspiración. Además, la regulación puede comprender simplemente permitir el flujo de corriente ininterrumpido hasta que se alcance la temperatura deseada y luego apagar el flujo de corriente por completo. El miembro de calentamiento puede reactivarse por el consumidor iniciando otra calada en el artículo (o manualmente accionando el botón pulsador, dependiendo de la realización específica del conmutador empleada para activar el calentador). De forma alternativa, la regulación posterior puede implicar la modulación del flujo de corriente a través
del elemento calentador para mantener el elemento calentador dentro de un intervalo de temperatura deseado (incluida la modulación por ancho de pulso). En algunas realizaciones, para liberar la dosificación deseada de la sustancia inhalable, el miembro de calentamiento puede activarse durante un período de aproximadamente 0,2 segundos a aproximadamente 5,0 segundos, de aproximadamente 0,3 segundos a aproximadamente 4,5 segundos, de aproximadamente 0,5 segundos a aproximadamente 4,0 segundos, de aproximadamente 0,5 segundos a aproximadamente 3,5 segundos, o de aproximadamente 0,6 segundos a aproximadamente 3,0 segundos. Se proporciona una descripción adicional de dichos circuitos reguladores de corriente basados en el tiempo y otros componentes de control que pueden ser útiles en el presente artículo para fumar en las patentes estadounidenses 4.922.901,4.947.874 y 4.947.875, todas de Brooks y col.
Los componentes de control se pueden configurar en particular para controlar de cerca la cantidad de calor proporcionada al microcalentador. En algunas realizaciones, el componente regulador de corriente puede funcionar para detener el flujo de corriente al microcalentador una vez que se ha alcanzado una temperatura definida. Dicha temperatura definida puede estar en un intervalo que sea sustancialmente lo suficientemente alta como para volatilizar la composición precursora de aerosol y cualquier otra sustancia inhalable y proporcionar una cantidad de aerosol en una concentración deseada. Si bien el calor necesario para volatilizar la composición precursora de aerosol puede variar, puede ser particularmente útil que el microcalentador se caliente a una temperatura de aproximadamente 120 °C o más, aproximadamente 130 °C o más, aproximadamente 140 °C o más, o aproximadamente 160 °C o más. En algunas realizaciones, para volatilizar una cantidad deseada de la composición precursora de aerosol, la temperatura de calentamiento puede ser de aproximadamente 180 °C o más, aproximadamente 200 °C o más, aproximadamente 300 °C o más, o aproximadamente 350 °C o más. En realizaciones adicionales, la temperatura definida para la formación de aerosol puede ser de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 350 °C, de aproximadamente 140 °C a aproximadamente 300 °C o de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 250 °C. La temperatura y el tiempo de calentamiento pueden controlarse mediante uno o más componentes contenidos en el alojamiento de control. El componente regulador de corriente también puede apagar y encender la corriente al microcalentador una vez que se ha alcanzado una temperatura definida para mantener la temperatura definida durante un período de tiempo definido.
Aún más, el componente regulador de corriente puede apagar y encender la corriente al microcalentador para mantener una primera temperatura que esté por debajo de una temperatura de formación de aerosol y luego permitir un aumento del flujo de corriente en respuesta a un componente de control de activación de corriente para lograr una segunda temperatura que es mayor que la primera temperatura y que es una temperatura de formación de aerosol. Dicho control puede mejorar el tiempo de respuesta del artículo para la formación de aerosol, de manera que la formación de aerosol comienza casi instantáneamente tras la iniciación de una calada por parte del consumidor. En algunas realizaciones, la primera temperatura (que puede caracterizarse como una temperatura de espera) puede ser solo ligeramente inferior a la temperatura de formación de aerosol definida anteriormente. Específicamente, la temperatura de espera puede ser de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 140 °C, de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 120 °C, o de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 110 °C.
Además de los elementos anteriores, el artículo para fumar también puede comprender uno o más indicadores. Dichos indicadores pueden ser luces (por ejemplo, diodos emisores de luz) que pueden proporcionar una indicación de múltiples aspectos del uso del artículo de la invención. Además, se pueden colocar indicadores LED en el extremo distal del artículo para fumar para simular los cambios de color que se ven cuando un usuario enciende y aspira un cigarrillo convencional. También se incluyen otros índices de funcionamiento. Por ejemplo, los indicadores visuales también pueden incluir cambios en el color o la intensidad de la luz para mostrar la progresión de la experiencia de fumar. Los indicadores táctiles y los indicadores de audio también están incluidos en la invención. Además, también se pueden utilizar combinaciones de dichos indicadores en un solo artículo.
En determinadas realizaciones, un artículo para fumar según la presente invención puede incluir tabaco, un componente de tabaco o un material derivado del tabaco (es decir, un material que se encuentra de forma natural en el tabaco que puede aislarse directamente del tabaco o prepararse sintéticamente). El tabaco que se emplea puede incluir, o puede derivarse de, tabacos tales como tabaco curado al aire caliente, tabaco Burley, tabaco oriental, tabaco Maryland, tabaco negro, tabaco negro ahumado y tabaco Rustica, así como otros tabacos raros o especiales, o mezclas de los mismos. Diversos tipos de tabaco representativos, tipos de tabacos procesados y tipos de mezclas de tabaco se exponen en la patente estadounidense n.° 4.836.224 de Lawson y col.; la patente estadounidense n.° 4.924.888 de Perfetti y col.; la patente estadounidense n.° 5.056.537 de Brown y col.; la patente estadounidense n.° 5.159.942 de Brinkley y col.; la patente estadounidense n.° 5.220.930 de Gentry; la patente estadounidense n.° 5.360.023 de Blakley y col.; la patente estadounidense n.° 6.701.936 de Shaferetal; la patente estadounidense n.° 6.730.832 de Dominguez y col., la patente estadounidense n.° 7.011.096 de Li y col.; la patente estadounidense n.° 7.017.585 de Li y col.; la patente estadounidense n.° 7.025.066 de Lawson y col.; las patentes estadounidenses con n.° de publicación 2004/0255965 de Perfetti y col.; con n.° de publicación PCT WO 02/37990 de Bereman; y Bombick y col., Fund. Appl. Toxicol., 39, pág. 11-17 (1997).
El tabaco que se incorpora dentro del artículo para fumar se puede emplear de diversas formas; y se pueden emplear combinaciones de diversas formas de tabaco, o se pueden emplear diferentes formas de tabaco en diferentes
ubicaciones dentro del artículo para fumar. Por ejemplo, el tabaco se puede emplear en forma de extracto de tabaco. Véanse, por ejemplo, la patente estadounidense n.° 7.647.932 de Cantrell y col. y la patente estadounidense con n.° de publicación 2007/0215167 de Crooks y col.
El artículo para fumar puede incorporar aditivos de tabaco del tipo que se usa tradicionalmente para la fabricación de productos de tabaco. Esos aditivos pueden incluir los tipos de materiales utilizados para mejorar el sabor y el aroma de los tabacos utilizados para la producción de puros, cigarrillos, pipas y similares. Por ejemplo, esos aditivos pueden incluir diversos componentes de envoltura de cigarrillos y/o aderezos. Véanse, por ejemplo, la patente estadounidense n.° 3.419.015 de Wochnowski; la patente estadounidense n.° 4.054.145 de Berndt y col.; la patente estadounidense n.° 4.887.619 de Burcham, Jr. y col.; la patente estadounidense n.° 5.022.416 de Watson; la patente estadounidense n.° 5.103.842 de Strang y col.; y la patente estadounidense n.° 5.711.320 de Martin. Los materiales de envoltura preferidos incluyen agua, azúcares y jarabes (por ejemplo, sacarosa, glucosa y jarabe de maíz de alta fructosa), humectantes (por ejemplo, glicerina o propilenglicol) y agentes saborizantes (por ejemplo, cacao y regaliz). Estos componentes añadidos también incluyen materiales de aderezo (por ejemplo, materiales saborizantes, como mentol). Véase, por ejemplo, la patente estadounidense n.° 4.449.541 de Mays y col. Otros materiales que pueden añadirse incluyen los descritos en la patente estadounidense n.° 4.830.028 de Lawson y col. y la patente estadounidense con n.° de publicación 2008/0245377 de Marshall y col.
Diversas formas y procedimientos para incorporar tabaco en artículos para fumar, y particularmente artículos para fumar que están diseñados para no quemar intencionalmente prácticamente todo el tabaco dentro de esos artículos para fumar, se establecen en la patente estadounidense n.° 4.947.874 de Brooks y col.; la patente estadounidense n.° 7.647.932 de Cantrell y col., la patente estadounidense con n.° de publicación n.° 2005/0016549 de Banerjee y col.; y la patente estadounidense con n.° de publicación 2007/0215167 de Crooks y col.
Otros materiales de tabaco, tales como un aceite aromático de tabaco, una esencia de tabaco, un extracto de tabaco secado por pulverización, un extracto de tabaco liofilizado, polvo de tabaco, o similares, pueden incluirse en la composición precursora de vapor o precursora de aerosol. Como se emplea en esta memoria, el término "extracto de tabaco" significa componentes separados, extraídos o derivados del tabaco usando condiciones y técnicas de procesamiento de extracción de tabaco. Se pueden usar específicamente extractos purificados de tabaco u otros ingredientes botánicos. Normalmente, los extractos de tabaco se obtienen usando disolventes, tales como disolventes de naturaleza acuosa (por ejemplo, agua) o disolventes orgánicos (por ejemplo, alcoholes, como etanol o alcanos, tales como hexano). Como tal, los componentes del tabaco extraídos se eliminan del tabaco y se separan de los componentes del tabaco no extraídos; y en cuanto a los componentes de tabaco extraídos que están presentes en un disolvente, (i) el disolvente puede eliminarse de los componentes de tabaco extraídos, o (ii) la mezcla de componentes de tabaco extraídos y el disolvente pueden usarse como tal. Tipos ejemplares de extractos de tabaco, esencias de tabaco, disolventes, condiciones y técnicas de procesamiento de extracción de tabaco, y procedimientos de recogida y aislamiento de extractos de tabaco, se establecen en la patente de Australia n.° 276.250 de Schachner; la patente estadounidense n.° 2.805.669 de Meriro; la patente estadounidense n.° 3.316.919 de Green y col.; la patente estadounidense n.° 3.398.754 de Tughan; la patente estadounidense n.° 3.424.171 de Rooker; la patente estadounidense n.° 3.476.118 de Luttich; la patente estadounidense n.° 4.150.677 de Osborne; la patente estadounidense n.° 4.131.117 de Kite; la patente estadounidense n.° 4.506.682 de Muller; la patente estadounidense n.° 4.986.286 de Roberts y col.; la patente estadounidense n.° 5.005.593 de Fagg; la patente estadounidense n.° 5.065.775 de Fagg; la patente estadounidense n.° 5.060.669 de White y col.; la patente estadounidense n.° 5.074.319 de White y col.; la patente estadounidense n.° 5.099.862 de White y col.; la patente estadounidense n.° 5.121.757 de White y col.; la patente estadounidense n.° 5.131.415 de Muñoz y col.; la patente estadounidense n.° 5.230.354 de Smith y col.; la patente estadounidense n.° 5.235.992 de Sensabaugh; la patente estadounidense n.° 5.243.999 de Smith; la patente estadounidense n.° 5.301.694 de Raymond; la patente estadounidense n.° 5.318.050 de González-Parra y col.; la patente estadounidense n.° 5.435.325 de Clapp y col.; y la patente estadounidense n.° 5.445.169 de Brinkley y col.
La composición precursora de aerosol o precursora de vapor puede comprender uno o más componentes diferentes. Por ejemplo, el precursor de aerosol puede incluir un alcohol polihídrico (por ejemplo, glicerina, propilenglicol o una mezcla de los mismos). Los tipos representativos de otras composiciones precursoras de aerosol se exponen en la patente estadounidense n.° 4.793.365 de Sensabaugh, Jr. y col.; la patente estadounidense n.° 5.101.839 de Jakob y col.; PCT WO 98/57556 de Biggs y col.; y en Estudios Químicos y Biológicos Sobre Nuevos Prototipos de cigarrillos que Calientan en vez de Quemar Tabaco [Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco], R. J. Reynolds Tobacco Company monografía (1988) En algunas realizaciones, una composición precursora de aerosol puede producir un aerosol visible al aplicarle suficiente calor (y enfriar con aire, si es necesario), y la composición precursora de aerosol puede producir un aerosol que puede considerarse "similar al humo". En otras realizaciones, la composición precursora de aerosol puede producir un aerosol que puede ser sustancialmente no visible pero que puede reconocerse como presente por otras características, tales como el sabor o la textura. Por tanto, la naturaleza del aerosol producido puede variar dependiendo de los componentes específicos de la composición precursora de aerosol. La composición precursora de aerosol puede ser químicamente simple en relación con la naturaleza química del humo producido al quemar tabaco.
Las composiciones precursoras de aerosol pueden incluir otros materiales líquidos, como el agua. Por ejemplo, las composiciones precursoras de aerosol pueden incorporar mezclas de glicerina y agua, o mezclas de propilenglicol y agua, o mezclas de propilenglicol y glicerina, o mezclas de propilenglicol, glicerina y agua. Composiciones ejemplares precursoras de aerosol también incluyen aquellos tipos de materiales incorporados en dispositivos disponibles a través de Atlanta Imports Inc., Acworth, Ga., EE. UU., como un puro electrónico que tiene la marca E-CIG, que se puede emplear usando cartuchos para fumar asociados del tipo C1 a, C2a, C3a, C4a, C1 b, C2b, C3b y C4b; y como el puro electrónico pulverizador Ruyan y el cigarrillo electrónico pulverizador Ruyan de Ruyan SBT Technology and Development Co., Ltd., Beijing, China.
La composición precursora de aerosol utilizada en el artículo descrito puede comprender además uno o más sabores, medicamentos u otros materiales inhalables. Por ejemplo, se puede utilizar nicotina líquida. Dichos materiales adicionales pueden comprender uno o más componentes de la composición precursora de aerosol o precursora de vapor. Por tanto, la composición precursora de aerosol o precursora de vapor puede describirse como que comprende una sustancia inhalable. Dicha sustancia inhalable puede incluir sabores, medicamentos y otros materiales como se analiza en la presente memoria. En particular, una sustancia inhalable administrada usando un artículo para fumar según la presente invención puede comprender un componente de tabaco o un material derivado del tabaco. De forma alternativa, el sabor, el medicamento u otro material inhalable se pueden proporcionar por separado de otros componentes precursores de aerosol, por ejemplo, en un depósito. Como tal, partes alícuotas definidas del sabor, medicamento u otro material inhalable se pueden administrar por separado, o simultáneamente, al elemento de calentamiento resistivo para liberar el sabor, medicamento u otro material inhalable en una corriente de aire para que sea inhalado por un usuario junto con los componentes adicionales de la composición precursora de aerosol o precursora de vapor. De forma alternativa, el sabor, el medicamento u otro material inhalable se pueden proporcionar en una porción separada del artículo para fumar o un componente del mismo. En realizaciones específicas, el sabor, el medicamento u otro material inhalable pueden depositarse sobre un sustrato (por ejemplo, un papel u otro material poroso) que está ubicado en las proximidades del microcalentador. Preferiblemente, la proximidad es suficiente de manera que el calentamiento del microcalentador proporcione calor al sustrato suficiente para volatilizar y liberar el sabor, el medicamento u otro material inhalable del sustrato.
Puede emplearse una amplia variedad de tipos de agentes saborizantes o materiales que alteran el carácter sensorial u organoléptico o la naturaleza del aerosol principal del artículo para fumar. Dichos agentes saborizantes pueden obtenerse de fuentes distintas del tabaco, pueden ser de naturaleza natural o artificial, y pueden emplearse como concentrados o paquetes de sabores. Son de particular interés los agentes saborizantes que se aplican en, o se incorporan dentro, de las zonas del artículo para fumar en las que se genera el aerosol. De nuevo, dichos agentes se pueden suministrar directamente al elemento de calentamiento resistivo o se pueden proporcionar sobre un sustrato como ya se ha indicado anteriormente. Agentes saborizantes ejemplares incluyen vainillina, etil vainillina, crema, té, café, frutas (por ejemplo, sabores de manzana, cereza, fresa, melocotón y cítricos, incluyendo lima y limón), arce, mentol, menta, menta piperita, hierbabuena, gaulteria, nuez moscada, clavo, lavanda, cardamomo, jengibre, miel, anís, salvia, canela, sándalo, jazmín, cascarilla, cacao, regaliz y saborizantes y paquetes de sabores del tipo y carácter tradicionalmente utilizados para saborizar los tabacos de cigarrillos, puros y pipas. También se pueden emplear jarabes, tales como jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. Los agentes saborizantes también pueden incluir características ácidas o básicas (por ejemplo, ácidos orgánicos, tales como ácido levulínico, ácido succínico, ácido láctico y ácido pirúvico). Los agentes saborizantes se pueden combinar con el material generador de aerosol si se desea. Composiciones derivadas de plantas ejemplares que se pueden usar se describen en la solicitud estadounidense n.° 12/971.746 de Dube y col. y la solicitud estadounidense n.° 13/015.744 de Dube y col.
Particularmente, se pueden incorporar ácidos orgánicos en el precursor de aerosol para influir en el sabor, la sensación o las propiedades organolépticas de medicamentos, tales como la nicotina, que se pueden combinar con el precursor de aerosol. Por ejemplo, se pueden incluir ácidos orgánicos, tales como ácido levulínico, ácido succínico, ácido láctico y ácido pirúvico, en el precursor de aerosol con nicotina en cantidades hasta equimolares (basadas en el contenido total de ácido orgánico) con la nicotina. Puede usarse cualquier combinación de ácidos orgánicos. Por ejemplo, el precursor de aerosol puede incluir de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,5 moles de ácido levulínico por un mol de nicotina, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,5 moles de ácido pirúvico por un mol de nicotina, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,5 moles de ácido láctico por un mol de nicotina, o combinaciones de las mismas, hasta una concentración en el que la cantidad total de ácido orgánico presente es equimolar a la cantidad total de nicotina presente en el precursor de aerosol.
La composición precursora de aerosol puede adoptar una variedad de conformaciones basadas en las diversas cantidades de materiales utilizados en su interior. Por ejemplo, una composición precursora de aerosol útil puede comprender hasta aproximadamente el 98% en peso hasta aproximadamente el 95% en peso, o hasta aproximadamente el 90% en peso de un poliol. Esta cantidad total se puede dividir en cualquier combinación entre dos o más polioles diferentes. Por ejemplo, un poliol puede comprender aproximadamente del 50% a aproximadamente el 90%, aproximadamente del 60% a aproximadamente el 90%, o aproximadamente del 75% a aproximadamente el 90% en peso del precursor de aerosol, y un segundo poliol puede comprender aproximadamente del 2% a aproximadamente el 45% en peso, aproximadamente del 2% a aproximadamente el 25%, o aproximadamente del 2% a aproximadamente el 10% en peso del precursor de aerosol. Un precursor de aerosol útil también puede comprender hasta aproximadamente un 25% en peso, aproximadamente un 20% en peso o
aproximadamente un 15% en peso de agua, particularmente aproximadamente de un 2% a aproximadamente un 25%, aproximadamente de un 5% a aproximadamente un 20% o aproximadamente de un 7% a aproximadamente un 15% en peso de agua. Los sabores y similares (que pueden incluir medicamentos, tales como nicotina) pueden comprender hasta aproximadamente el 10%, hasta aproximadamente el 8% o hasta aproximadamente el 5% en peso del precursor de aerosol. Como ejemplo no limitativo, un precursor de aerosol según la invención puede comprender glicerol, propilenglicol, agua, nicotina y uno o más sabores. Específicamente, el glicerol puede estar presente en una cantidad de aproximadamente el 70% a aproximadamente el 90% en peso, de aproximadamente el 70% a aproximadamente el 85% en peso, o de aproximadamente el 75% a aproximadamente el 85% en peso, el propilenglicol puede estar presente en un cantidad de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 10% en peso, de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 8% en peso, o de aproximadamente el 2% a aproximadamente el 6% en peso, el agua puede estar presente en una cantidad de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 20% en peso, de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 18% en peso, o de aproximadamente el 12% a aproximadamente el 16% en peso, la nicotina puede estar presente en una cantidad de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 5% en peso, de aproximadamente el 0,5% a aproximadamente el 4% en peso en peso, o de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 3% en peso, y los sabores pueden estar presentes en una cantidad de hasta aproximadamente el 5% en peso, hasta aproximadamente el 3% en peso, o hasta aproximadamente el 1% en peso, todas las cantidades basándose en el peso total del precursor de aerosol. Un ejemplo específico no limitante de un precursor de aerosol comprende aproximadamente del 75% a aproximadamente el 80% en peso de glicerol, aproximadamente del 13% a aproximadamente el 15% en peso de agua, aproximadamente del 4% a aproximadamente el 6% en peso de propilenglicol, aproximadamente del 2% a aproximadamente el 3% en peso de nicotina y aproximadamente del 0,1% a aproximadamente el 0,5% en peso de sabores. La nicotina, por ejemplo, puede ser un extracto de tabaco con alto contenido de nicotina.
La cantidad de composición precursora de aerosol que se emplea dentro del artículo para fumar es de manera que el artículo presenta propiedades organolépticas y sensoriales aceptables y características de desempeño deseables. Por ejemplo, se prefiere mucho que se empleen suficientes componentes de la composición precursora de aerosol, tales como glicerina y/o propilenglicol, para proporcionar la generación de un aerosol principal visible que en muchos aspectos se asemeja al aspecto del humo del tabaco. Típicamente, la cantidad de material generador de aerosol incorporado en el artículo para fumar está en el intervalo de aproximadamente 1,5 g o menos, aproximadamente 1 g o menos, o aproximadamente 0,5 g o menos. La cantidad de composición precursora de aerosol puede depender de factores tales como el número de caladas deseadas por cartucho usado con el artículo para fumar. Es deseable que la composición generadora de aerosol no introduzca grados significativos de gusto desagradable inaceptable, sensación vaporosa en la boca, o una experiencia sensorial global que sea significativamente diferente de la de un tipo tradicional de cigarrillo que genera humo directo mediante la quema de relleno de tabaco picado. La selección del material generador de aerosol particular y el material del depósito, las cantidades de esos componentes utilizados y los tipos de material de tabaco utilizados pueden modificarse para controlar la composición química global del aerosol principal producido por el artículo para fumar.
De forma favorable, el microcalentador se puede colocar en contacto íntimo con o en las proximidades de la composición precursora de aerosol. En otras realizaciones, el microcalentador puede colocarse dentro del artículo de manera que la composición precursora de aerosol se pueda administrar al microcalentador para su aerosolización. Por ejemplo, la composición precursora de aerosol (o componentes de la misma) se puede proporcionar en forma líquida para permitir que la composición fluya desde uno o más depósitos al microcalentador, como por ejemplo, mediante la acción capilar a través de una mecha u otro material poroso. Según la invención, se proporciona un flujo activo, que puede incluir un control de válvula. Como tal, la composición precursora de aerosol se puede proporcionar en forma líquida en uno o más depósitos colocados suficientemente lejos del microcalentador para impedir la aerosolización prematura, pero colocados lo suficientemente cerca del microcalentador para facilitar el transporte de la composición precursora de aerosol, en la cantidad deseada, al microcalentador para su aerosolización. Además, la composición precursora de aerosol puede estar en forma de espuma, gel o sólido. El estado físico de la composición precursora de aerosol puede ser el estado del material en condiciones ambientales (por ejemplo, temperatura y presión). En particular, dichas realizaciones pueden permitir que se proporcionen partes alícuotas exactas del material precursor de aerosol en contacto con un microcalentador para proporcionar un número definido de caladas. En cualquier caso, dichas realizaciones se describen más en detalle en la presente memoria.
La cantidad de aerosol liberada por el artículo de la invención puede variar. Preferiblemente, el artículo está configurado con una cantidad suficiente de la composición precursora de aerosol, con una cantidad suficiente de cualquier sustancia inhalable adicional, y para funcionar a una temperatura suficiente durante un tiempo suficiente para liberar un contenido deseado de materiales aerosolizados durante un curso de uso. El contenido se puede proporcionar en una sola inhalación del artículo o se puede dividir para que se proporcione a través de una serie de caladas del artículo durante un período de tiempo relativamente corto (por ejemplo, menos de 30 minutos, menos de 20 minutos, menos de 15 minutos, menos de 10 minutos o menos de 5 minutos). Por ejemplo, el artículo puede proporcionar nicotina en una cantidad de aproximadamente 0,01 mg a aproximadamente 0,5 mg, de aproximadamente 0,05 mg a aproximadamente 0,3 mg o de aproximadamente 0,1 mg a aproximadamente 0,2 mg por calada en el artículo. A efectos de los cálculos, un tiempo promedio de calada de aproximadamente 2 segundos puede proporcionar un volumen de calada de aproximadamente 5 ml a aproximadamente 100 ml, de aproximadamente 15 ml a aproximadamente 70 ml, de aproximadamente 20 ml a aproximadamente 60 ml o de aproximadamente 25 ml a
aproximadamente 50 ml. Dicho volumen total por calada puede proporcionar, en determinadas realizaciones, el contenido de WTPM descrito previamente. Un artículo para fumar según la invención puede configurarse para proporcionar un número cualquiera de caladas calculable por la cantidad total de aerosol u otra sustancia inhalable a administrar dividida por la cantidad a administrar por calada. El uno o más depósitos se pueden cargar con la cantidad adecuada de precursor de aerosol u otra sustancia inhalable para lograr el número deseado de caladas y/o la cantidad total deseada de material a administrar.
En otras realizaciones, el calentamiento se puede caracterizar en relación con la cantidad de aerosol a generar. Específicamente, el artículo puede configurarse para proporcionar una cantidad de calor necesaria para generar un volumen definido de aerosol (p. ej., de aproximadamente 5 ml a aproximadamente 100 ml, o cualquier otro volumen que se considere útil en un artículo para fumar, tal como en cualquier caso se describe en la presente memoria). En determinadas realizaciones, la cantidad de calor generado se puede medir en relación con una calada de dos a cuatro segundos que proporciona aproximadamente 35 ml de aerosol a una temperatura del calentador de aproximadamente 290°C. En algunas realizaciones, el artículo preferiblemente puede proporcionar aproximadamente de 1 a aproximadamente 50 julios de calor por segundo (J/s), de aproximadamente 2 J/s a aproximadamente 40 J/s, de aproximadamente 3 J/s a aproximadamente 35 J/s, o de aproximadamente 5 J/s a aproximadamente 30 J/s.
Preferiblemente, el microcalentador está en conexión eléctrica con la fuente de alimentación del artículo para fumar de manera que se pueda proporcionar energía eléctrica al microcalentador para producir calor y posteriormente aerosolizar la composición precursora de aerosol y sus diversos componentes. Dicha conexión eléctrica puede ser permanente (p. ej., cableada) o puede ser extraíble (p. ej., en el que el microcalentador se proporciona en un cartucho que se puede conectar y desconectar de un cuerpo de control que incluye la fuente de alimentación).
Aunque anteriormente se han descrito una variedad de materiales para su uso en un artículo para fumar según la presente invención, tales como calentadores, baterías, condensadores, componentes de conmutación, depósitos, dispensadores, precursores de aerosoles y similares, la invención no debe interpretarse como que está limitada solo a las realizaciones ejemplificadas. Un experto en la técnica puede reconocer, basándose en la presente descripción, componentes similares en el campo que pueden intercambiarse con cualquier componente específico de la invención. Por ejemplo, el documento US 5.261.424 de Sprinkel, Jr. describe sensores piezoeléctricos que pueden asociarse con la punta de la boca de un dispositivo para detectar la actividad de los labios de un usuario asociada con la aspiración y luego desencadenar el calentamiento; el documento 5.372.148 de McCafferty y col. describe un sensor de calada para controlar el flujo de energía en una matriz de carga de calor en respuesta a la caída de presión a través de una boquilla; el documento 5.967.148 de Harris y col. describe receptáculos en un dispositivo para fumar que incluyen un identificador que detecta una no uniformidad en la transmisividad infrarroja de un componente insertado y un controlador que ejecuta una rutina de detección cuando el componente se inserta en el receptáculo; el documento 6.040.560 de Fleischhauer y col. describe un ciclo de potencia ejecutable definido con múltiples fases diferenciales; el documento 5.934.289 de Watkins y col. describe componentes fotónico-optrónicos; el documento US 5.954.979 de Counts y col. describe medios para alterar la resistencia a la aspiración a través de un dispositivo para fumar; el documento 6.803.545 de Blake y col. describe configuraciones de batería específicas para su uso en dispositivos para fumar; el documento US 7.293.565 de Griffen y col. describe diversos sistemas de carga para su uso con dispositivos para fumar; el documento US 2009/0320863 de Fernando y col. describe medios de interfaz informática en dispositivos de fumar para facilitar la carga y permitir el control informático del dispositivo; el documento US 2010/0163063 de Fernando y col. describe sistemas de identificación de dispositivos para fumar; y el documento WO 2010/003480 de Flick describe un sistema de detección de flujo de fluido indicativo de una calada en un sistema de generación de aerosol. Otros ejemplos de componentes relacionados con artículos electrónicos de administración de aerosol y materiales o componentes descritos que pueden usarse en el presente artículo incluyen la patente estadounidense n.° 4.735.217 de Gerth y col.; la patente estadounidense n.° 5.249.586 de Morgan y col.; la patente estadounidense n.° 5.666.977 de Higgins y col.; la patente estadounidense n.° 6.053.176 de Adams y col.; US 6.164.287 de White; la patente estadounidense n.° 6.196.218 de Voges; la patente estadounidense n.° 6.810.883 de Felter y col.; la patente estadounidense n.° 6.854.461 de Nichols; la patente estadounidense n.° 7.832.410 de Hon; la patente estadounidense n.° 7.513.253 de Kobayashi; la patente estadounidense n.° 7.896.006 de Hamano; la patente estadounidense n.° 6.772.756 de Shayan; la patente estadounidense con n.° de publicación 2009/0095311,2006/0196518, 2009/0126745 y 2009/0188490 de Hon; la patente estadounidense con n.° de publicación 2009/0272379 de Thorens y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2009/0260641 y 2009/0260642 de Monsees y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación 2008/0149118 y 2010/0024834 de Oglesby y col.; la patente estadounidense con n.° de publicación n.° 2010/0307518 de Wang; y WO 2010/091593 de Hon. Una variedad de los materiales descritos en los documentos anteriores puede incorporarse a los presentes dispositivos en diversas realizaciones.
Aunque un artículo según la invención puede adoptar una variedad de realizaciones, como se analiza en detalle a continuación, el uso del artículo por parte de un consumidor tendrá un alcance similar. En particular, el artículo se puede proporcionar como una sola unidad o como una pluralidad de componentes que el consumidor combina para su uso y luego el consumidor los desmonta después. En general, un artículo para fumar según la invención puede comprender una primera unidad que se puede acoplar y desacoplar con una segunda unidad, la primera unidad que comprende el elemento de calentamiento resistivo y la segunda unidad la fuente de alimentación eléctrica. En algunas realizaciones, la segunda unidad puede comprender además uno o más componentes de control que accionan o regulan el flujo de corriente desde la fuente de alimentación eléctrica. La primera unidad puede comprender un extremo
distal que se acopla a la segunda unidad y un extremo proximal opuesto que incluye una boquilla (o simplemente la punta de la boca) con una apertura en un extremo proximal de la misma. La primera unidad puede comprender una apertura de una vía de flujo de aire que se abre hacia la boquilla de la primera unidad, y la vía de flujo de aire puede proporcionar el paso del aerosol formado a partir del elemento calentador resistivo hacia la boquilla. En realizaciones preferidas, la primera unidad puede ser desechable. Asimismo, la segunda unidad puede ser reutilizable.
Un artículo para fumar según la invención puede tener un cuerpo de control reutilizable que tiene una forma sustancialmente cilíndrica que tiene un extremo de conexión y un extremo cerrado opuesto. El extremo cerrado del alojamiento de control puede incluir uno o más indicadores de uso activo del artículo. El artículo puede comprender un cartucho con un extremo de conexión que se acopla al extremo de conexión del cuerpo de control y con una punta de la boca opuesta. Cuando se utiliza, el consumidor puede conectar un extremo de conexión del cartucho al extremo de conexión del cuerpo de control, o combinar de otro modo el cartucho con el cuerpo de control de modo que el artículo es operativo como se analiza en la presente memoria. En algunas realizaciones, los extremos de conexión del cuerpo de control y el cartucho se pueden roscar para un acoplamiento de tipo tornillo. En otras realizaciones, los extremos de conexión pueden tener un acoplamiento de ajuste a presión.
Durante su uso, el consumidor inicia el calentamiento del elemento calentador resistivo, el calor producido por el elemento calentador resistivo aerosoliza la composición precursora de aerosol y, opcionalmente, otras sustancias inhalables. Dicho calentamiento emite al menos una porción de la composición precursora de aerosol en forma de aerosol (que puede incluir cualquier sustancia inhalable adicional incluida en la misma), y dicho aerosol se proporciona dentro de un espacio dentro del cartucho que está en comunicación de fluido con la punta de la boca del cartucho. Cuando el consumidor inhala en la punta de la boca del cartucho, se aspira aire a través del cartucho y el consumidor inhala la combinación del aire aspirado y el aerosol a medida que los materiales extraídos salen de la punta de la boca del cartucho (cualquier boquilla opcional presente) en la boca del consumidor. Para iniciar el calentamiento, el consumidor puede activar un botón pulsador, sensor capacitivo o componente similar que hace que el elemento de calentamiento resistivo reciba energía eléctrica desde la batería u otra fuente de energía (como un condensador). La energía eléctrica se puede suministrar durante un período de tiempo predeterminado o se puede controlar manualmente. Preferiblemente, el flujo de energía eléctrica no avanza sustancialmente entre caladas sobre el artículo (aunque el flujo de energía puede continuar para mantener una temperatura de referencia mayor que la temperatura ambiente, por ejemplo, una temperatura que facilita el calentamiento rápido hasta la temperatura de calentamiento activa). En realizaciones adicionales, el calentamiento puede iniciarse mediante la acción de la calada por parte del consumidor mediante el uso de diversos sensores, como se describe en cualquier caso en la presente memoria. Una vez que se interrumpe la calada, el calentamiento se detendrá o se reducirá. Cuando el consumidor ha hecho una cantidad suficiente de caladas como para haber liberado una cantidad suficiente de la sustancia inhalable (por ejemplo, una cantidad suficiente que equivale a una experiencia típica de fumar), el cartucho puede retirarse del alojamiento de control y desecharse. Puede proporcionarse una indicación de que el cartucho está gastado (es decir, que el consumidor ha eliminado sustancialmente la composición precursora de aerosol). En algunas realizaciones, un solo cartucho puede proporcionar más de una única experiencia de fumar y, por tanto, puede proporcionar un contenido suficiente de composición precursora de aerosol para simular tanto como un paquete completo de cigarrillos convencionales o incluso más.
La descripción anterior del uso del artículo se puede aplicar a las diversas realizaciones descritas mediante modificaciones menores, que pueden resultar evidentes para el experto en la técnica a la luz de la descripción adicional proporcionada en la presente memoria. Sin embargo, la descripción de uso anterior no pretende limitar el uso del artículo de la invención, sino que se proporciona para cumplir con todos los requisitos necesarios de descripción de la presente invención.
En referencia ahora a la FIGURA 2, un artículo 10 para fumar según la invención comprende en general una carcasa 15 y una pluralidad de componentes proporcionados dentro de la carcasa. El artículo se puede caracterizar por tener una punta de la boca 11 (es decir, el extremo en el que un consumidor puede aspirar para inhalar el aerosol del artículo) y un extremo 12 distal. El artículo ilustrado se proporciona como un solo dispositivo unitario (sin embargo, la línea A indica una demarcación opcional mediante la cual el dispositivo puede ser dos componentes separados que se unen entre sí, ya sea de manera extraíble o permanente, tal como mediante encolado). Como resultará evidente a partir de la descripción adicional en la presente memoria, puede ser preferible que otras realizaciones del artículo estén formadas por dos o más unidades desmontables, cada una de las cuales aloja componentes separados del artículo. Los diversos componentes que se muestran en la realización de la FIGURA 2 pueden estar presente en otras realizaciones, incluidas las realizaciones formadas por múltiples unidades.
El artículo 10 puede tener una forma global que puede definirse como sustancialmente en forma de varilla o sustancialmente tubular o cilíndrica. Como se ilustra en la FIGURA 2, el artículo tiene una sección transversal sustancialmente redonda; sin embargo, otras formas de sección transversal (por ejemplo, ovalada, cuadrada, triangular, etc.) también se engloban en la presente descripción. Dicho lenguaje que es descriptivo de la forma física del artículo también se puede aplicar a las unidades individuales del artículo en realizaciones que comprenden múltiples unidades, tales como un cuerpo de control y un cartucho.
La carcasa 15 del artículo 10 para fumar puede estar formada por cualquier material adecuado para formar y mantener una conformación adecuada, tal como una forma tubular, y para retener en su interior los componentes adecuados del artículo. La carcasa puede estar formada por una sola pared, como se muestra en la FIGURA 2. En algunas realizaciones, la carcasa puede estar formada por un material (natural o sintético) que sea resistente al calor para conservar su integridad estructural, por ejemplo, no se degrada, al menos a una temperatura que es la temperatura de calentamiento proporcionada por el elemento de calentamiento resistivo, como se analiza más adelante en la presente memoria. En algunas realizaciones, se puede usar un polímero resistente al calor o un metal (por ejemplo, acero inoxidable). En otras realizaciones, la carcasa se puede formar a partir de papel, tal como un papel que tiene sustancialmente forma de paja. La carcasa, tal como un tubo de papel, puede tener una o más capas asociadas con la misma que funcionan para impedir sustancialmente el movimiento de vapor a través de la misma. En un ejemplo, se puede laminar una capa de papel de aluminio a una superficie de la carcasa. También se pueden utilizar materiales cerámicos.
En realizaciones adicionales, un artículo para fumar según la invención puede incluir una variedad de materiales que pueden proporcionar funcionalidades específicas. Por ejemplo, la carcasa 15 puede incluir una envoltura en al menos una porción de la misma, tal como en la punta de la boca del artículo, y dicha envoltura también puede estar formada por múltiples capas. La envoltura puede ser, por ejemplo, un papel de envolver típico en un cigarrillo. En particular, la envoltura puede comprender un material que se usa típicamente en un elemento de filtro de un cigarrillo convencional, tal como acetato de celulosa y, por tanto, puede funcionar para proporcionar la sensación de un cigarrillo convencional en la boca de un consumidor. Tipos ejemplares de materiales de envoltura, componentes de material de envoltura y materiales de envoltura tratados que pueden usarse en una envoltura en la presente invención se describen en la patente estadounidense n.° 5.105.838 de White y col.; la patente estadounidense n.° 5.271.419 de Arzonico y col.; la patente estadounidense n.° 5.220.930 de Gentry; la patente estadounidense n.° 6.908.874 de Woodhead y col.; la patente estadounidense n.° 6,929,013 de Ashcraft y col.; la patente estadounidense n.° 7.195.019 de Hancock y col.; la patente estadounidense n.° 7.276.120 de Holmes; la patente estadounidense n.° 7.275.548 de Hancock y col.; PCT WO 01/08514 de Fournier y col.; y PCT WO 03/043450 de Hajaligol y col. Los materiales de envoltura representativos están disponibles comercialmente como los grados 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 y 680 de R. J. Reynolds Tobacco Company en Schweitzer-Maud it International.
Se pueden usar una o más capas de papel de cigarrillo no poroso para envolver el artículo (con o sin la envoltura presente). Ejemplos de papel de fumar no porosos adecuados están disponibles comercialmente en Kimberly-Clark Corp. como por ejemplo el KC-63-5, P878-5, P878-16-2 y 780-63-5. La envoltura (o la carcasa si la envoltura está ausente) puede comprender un material de cartón resistente, cartón forrado con papel de aluminio, metal, materiales poliméricos, espumas, bandas de nanofibras o similares, y este material puede estar circunscrito por una envoltura de papel para cigarrillos. El artículo puede incluir un papel de boquilla que circunscribe el artículo y, opcionalmente, puede usarse para unir un material de filtro al artículo.
Como se ve en la realización de la FIGURA 2, el artículo 10 para fumar incluye un componente 20 de control electrónico, un sensor 30 de flujo y una batería 40, y estos componentes se pueden colocar en una variedad de órdenes dentro del artículo. Aunque no se muestra expresamente, se entiende que el artículo 10 puede incluir cableado según sea necesario para proporcionar energía desde la batería 40 a los componentes adicionales y para interconectar los componentes para el funcionamiento adecuado de las funciones necesarias proporcionadas por el artículo. El artículo 10 incluye además un microcalentador 50 como se describe en la presente memoria. El microcalentador se puede conectar eléctricamente a la batería 40 mediante un cableado adecuado para facilitar la formación de un circuito eléctrico cerrado con corriente que fluye a través del microcalentador. Se puede incluir cableado adicional (no se ilustra) para proporcionar las conexiones eléctricas necesarias dentro del artículo. En realizaciones específicas, el artículo 10 puede conectarse con un circuito eléctrico de manera que el componente 20 de control suministre, controle o, en cualquier caso, module la potencia de la batería 40 para energizar el microcalentador 50 según uno o más algoritmos definidos, incluyendo la modulación por ancho de pulso, como ya se ha descrito anteriormente. Dicho circuito eléctrico puede incorporar específicamente el sensor 30 de flujo de manera que el artículo 10 solo esté activo en los momentos de uso por parte del consumidor. Por ejemplo, cuando un consumidor hace una calada en el artículo 10, el sensor de flujo detecta la calada y el componente 20 de control se activa para dirigir la potencia a través del artículo de manera que el microcalentador 50 produzca calor y así proporcione aerosol para su inhalación por parte del consumidor. El algoritmo de control puede requerir potencia al microcalentador 50 para que se encienda y así mantenga una temperatura definida. Por lo tanto, el algoritmo de control puede programarse para desactivar automáticamente el artículo 10 e interrumpir el flujo de potencia a través del artículo después de un plazo de tiempo definido sin una calada por parte del consumidor. Además, el artículo puede incluir un sensor de temperatura para proporcionar retroalimentación al componente de control. Dicho sensor puede estar, por ejemplo, en contacto directo con el microcalentador 50. Asimismo, se pueden usar medios de detección de temperatura alternativos, tales como confiar en componentes de control lógico para evaluar la resistencia a través del elemento de calentamiento resistivo y correlacionar dicha resistencia con la temperatura del elemento. En otras realizaciones, el sensor 30 de flujo se puede sustituir por componentes adecuados para proporcionar medios de detección alternativos, tales como detección capacitiva, como se describe en la presente memoria. Puede incorporarse cualquier variedad de sensores y combinaciones de los mismos, como ya se ha descrito en la presente memoria. Aún más, se pueden incluir uno o más botones 16 de control para permitir el accionamiento manual por parte de un consumidor para desencadenar una
variedad de funciones, tales como encender y apagar el artículo 10, encender el microcalentador 50 para generar un vapor o aerosol para su inhalación, o similar.
Además, el artículo puede incluir uno o más indicadores 19 de estado colocados en la carcasa 15. Dichos indicadores, como se ha analizado anteriormente, pueden mostrar el número de caladas tomadas o restantes del artículo, pueden ser indicativos de un estado activo o inactivo, pueden encenderse en respuesta a una calada, o similar. Aunque se ilustran seis indicadores, pueden estar presentes más o menos indicadores, y los indicadores pueden adoptar diferentes formas y orientaciones, e incluso pueden ser sencillamente una apertura en la carcasa (por ejemplo, para la emisión de sonido cuando dichos indicadores están presentes).
Como se ilustra en la realización de la FIGURA 2, se muestra un depósito 205 ilustrado como un recipiente en las proximidades del microcalentador 50, y un elemento 300 de transporte se extiende desde el depósito 205 y en una proximidad suficiente con el microcalentador de manera que la composición precursora de aerosol se puede suministrar al microcalentador para su aerosolización. A continuación, un usuario aspira el aerosol formado a través de la punta de la boca 11 del artículo 10 para fumar. La composición de precursor de aerosol que se aerosoliza mediante el calentamiento del microcalentador se puede reponer continuamente (por ejemplo, mediante mecha u otro flujo de la composición de precursor de aerosol desde el depósito al microcalentador a través del elemento de transporte), o partes alícuotas específicas de la composición de precursor de aerosol se pueden suministrar al microcalentador bajo demanda. El ciclo continúa hasta que se ha aerosolizado sustancialmente toda la composición precursora de aerosol.
Como se ve en la realización de la FIGURA 2, la punta de la boca 11 del artículo 10 es sustancialmente una cavidad abierta con el microcalentador 50 y el depósito 205 dispuestos en su interior. Dicha cavidad abierta proporciona un volumen para la emisión del aerosol formado en el microcalentador. El artículo también incluye una apertura de boca 18 en la punta de la boca 11 para permitir la retirada del aerosol de la cavidad. Aunque no se muestra expresamente en la ilustración de la FIGURA 2, el artículo puede incluir un material de filtro (tal como acetato de celulosa o polipropileno) en la punta de la boca del mismo para aumentar la integridad estructural del mismo, y/o para proporcionar capacidad de filtrado, si se desea, y/o para proporcionar resistencia a la aspiración. Por ejemplo, un artículo según la invención puede presentar una caída de presión de aproximadamente 50 a aproximadamente 250 mm de caída de presión del agua con un flujo de aire de 17,5 cc/segundo. En realizaciones adicionales, la caída de presión puede ser de aproximadamente 60 mm a aproximadamente 180 mm, o de aproximadamente 70 mm a aproximadamente 150 mm. El valor de la caída de presión se puede medir usando una estación de prueba de filtro Filtrona (serie CTS) disponible en Filtrona Instruments and Automation Ltd, o un módulo de pruebas de calidad (QTM) disponible en la Cerulean Division de Molins, PLC. Para facilitar el flujo de aire a través del artículo, se puede proporcionar una entrada 17 de aire y puede comprender sustancialmente una abertura en la carcasa 15 que permite el flujo de aire hacia el interior del artículo. Se puede proporcionar una pluralidad de entradas de aire, y las entradas de aire se pueden colocar en cualquier ubicación en sentido ascendente desde la punta de la boca del artículo de manera que la entrada de air pueda mezclarse con el aerosol formado desde la cavidad y a través de la apertura en la punta de la boca del artículo, y facilitar su eliminación.
En otras realizaciones, el depósito puede ser un sustrato adaptado para retener la composición precursora de aerosol; p. ej., puede ser una capa de material que esté al menos parcialmente saturado con la composición precursora de aerosol. Dicha capa puede ser absorbente, adsorbente o, en cualquier caso, porosa para proporcionar la capacidad de retener la composición precursora de aerosol. Como tal, la composición precursora de aerosol se puede caracterizar por estar recubierta de, ser adsorbida por, o ser adsorbida en, un material portador (o sustrato), y esto puede formar todo o parte de un material de sustrato que también puede llevar uno o más microcalentadores. El material portador se puede colocar dentro del artículo para que esté en contacto sustancial con uno o más microcalentadores (es decir, una pluralidad de microcalentadores).
Como se ve en la FIGURA 2, el depósito 205 puede ser un recipiente formado por una o más paredes que definen un volumen interior en el que se almacena la composición precursora de aerosol o uno o más componentes de la misma. El recipiente puede estar formado por paredes sustancialmente rígidas, y la transferencia del material precursor de aerosol desde el mismo continua mediante un procedimiento de transferencia activo como se analiza en la presente memoria. De forma alternativa, el recipiente se puede formar de material sustancialmente flexible de manera que el recipiente se pueda comprimir (es decir, un depósito de vejiga) para facilitar la transferencia del material precursor de aerosol desde el mismo.
En realizaciones preferidas, el artículo puede adquirir un tamaño que sea comparativo con la forma de un cigarrillo o un puro. Por tanto, el artículo puede tener un diámetro de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 25 mm, de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 6 mm a aproximadamente 15 mm o de aproximadamente 6 mm a aproximadamente 10 mm. Dicha dimensión puede corresponder particularmente al diámetro exterior de la carcasa.
El artículo 10 para fumar en la realización que se ilustra en la FIGURA 2 se puede caracterizar como un artículo desechable. Por consiguiente, puede ser deseable que el depósito que contiene la composición precursora de aerosol en dichas realizaciones incluya una cantidad suficiente de composición precursora de aerosol para que un consumidor
pueda obtener más de un solo uso del artículo. Por ejemplo, el artículo puede incluir suficientes materiales aerosolizables y/o inhalables de manera que el artículo pueda proporcionar un número de caladas sustancialmente equivalente al número de caladas (de aproximadamente dos a cuatro segundos de duración) disponibles en una pluralidad de cigarrillos convencionales, p. ej., 2 o más, 5 o más, 10 o más, o 20 o más cigarrillos convencionales. Más particularmente, un artículo desechable de una sola unidad según la realización de la FIGURA 2 puede proporcionar aproximadamente 20 o más, aproximadamente 50 o más, o aproximadamente 100 o más caladas, una sola calada que se mide como ya se ha descrito en la presente memoria.
En algunas realizaciones, un artículo como se describe en la presente memoria puede comprender dos unidades que son acoplables y desmontables del mismo; Por ejemplo, la FIGURA 3 muestra un artículo 10 para fumar según una realización que está formado por un cuerpo 80 de control y un cartucho 90. En realizaciones específicas, el cuerpo de control puede denominarse reutilizable y el cartucho puede denominarse desechable. En algunas realizaciones, el artículo completo puede caracterizarse como desechable en el sentido de que el cuerpo de control puede configurarse solo para un número limitado de usos (p. ej., hasta que un componente de potencia de la batería ya no proporcione la potencia suficiente al artículo) con un número limitado de cartuchos y, después, todo el artículo 10, incluido el cuerpo de control, puede desecharse. En otras realizaciones, el cuerpo de control puede tener una batería sustituible de manera que el cuerpo de control se pueda reutilizar mediante varios cambios de batería y con muchos cartuchos. El artículo 10 puede ser recargable y, por lo tanto, puede combinarse con cualquier tipo de tecnología de recarga, incluida la conexión a una toma de corriente típica, la conexión a un cargador de automóvil (es decir, el receptáculo del encendedor de cigarrillos) y la conexión a un ordenador, como puede ser a través de un cable USB.
El cuerpo 80 de control y el cartucho 90 están configurados específicamente para acoplarse entre sí y formar un dispositivo de funcionamiento interconectado. Como se ilustra en la FIGURA 3, el cuerpo 80 de control incluye un extremo 13 de acoplamiento proximal que incluye un saliente 82 que tiene un diámetro reducido en relación con el cuerpo de control. El cartucho incluye un extremo 14 de acoplamiento distal que se acopla con el extremo de acoplamiento proximal del cuerpo 80 de control para proporcionar el artículo de fumar 10 en una forma funcional y utilizable. En la Figura 3, el saliente 82 del cuerpo de control incluye roscas que permiten que el cartucho 90 se enrosque en el cuerpo 80 de control a través de las roscas correspondientes (no visibles en la Figura 3) en el extremo de acoplamiento distal del cartucho. Por tanto, el extremo de acoplamiento distal del cartucho 90 puede incluir una cavidad abierta para recibir el saliente 82 del cuerpo de control. Aunque se ilustra un acoplamiento roscado en la FIGURA 3, se entiende que se incluyen otros medios de acoplamiento, tales como un acoplamiento de ajuste a presión, un acoplamiento magnético o similares.
El posicionamiento de los microcalentadores dentro del artículo puede variar. En determinadas realizaciones, se pueden unir uno o más microcalentadores a un sustrato, que se puede incorporar de forma permanente en el artículo para fumar, o puede ser extraíble del artículo para fumar. Se muestran ejemplos de dichas realizaciones en la FIGURA 4 y FIGURA 5. En referencia primero a la FIGURA 4, se muestra un sustrato 600 que tiene una pluralidad de microcalentadores 50 unidos al mismo. Los microcalentadores se pueden caracterizar por estar unidos a una superficie del sustrato, integrados dentro del sustrato o rebajados dentro del sustrato (por ejemplo, dentro de un pocillo u otra depresión formada dentro del sustrato, como se describe de otro modo a continuación). El sustrato puede estar formado por cualquier material adecuado para su uso en un artículo para fumar y, preferiblemente, puede comprender un material eléctricamente aislante. El material de sustrato puede incluir, pero no se limita a, materiales poliméricos, particularmente polímeros resistentes al calor, papel, cartón, cerámica y similares. Si bien se muestran cinco microcalentadores en la realización ilustrada, se entiende que se pueden utilizar más o menos microcalentadores en un solo sustrato a la luz del tamaño relativamente pequeño de los microcalentadores. Además, se puede utilizar una pluralidad de sustratos, cada sustrato que comprende uno o más microcalentadores sobre el mismo. Aunque no se muestra expresamente, se entiende que el (los) sustrato(s) pueden incluir cualquier cableado eléctrico útil para formar la conexión eléctrica necesaria para que los microcalentadores sean alimentados por la fuente de alimentación eléctrica. Asimismo, el sustrato puede incluir contactos eléctricos útiles para formar una conexión eléctrica con la clavija u otros componentes eléctricos del artículo. Por ejemplo, cada microcalentador individual puede conectarse a un contacto eléctrico común en el sustrato.
La composición precursora de aerosol (o uno o más componentes de la misma) se puede almacenar en un depósito presente en o sobre el sustrato 600. Por ejemplo, el perímetro del sustrato puede incluir uno o más recipientes, materiales porosos, o similares, útiles para almacenar uno o más componentes de la composición precursora de aerosol en su interior, y pueden estar presentes uno o más elementos de transporte para transportar la composición precursora de aerosol desde el depósito a los microcalentadores. El (los) microcalentador(s), depósito(s) y elemento(s) de transporte se pueden caracterizar como autocontenidos en un solo sustrato o en el mismo sustrato. En otras realizaciones, puede faltar un elemento de transporte.
Más específicamente, la FIGURA 5 ilustra una realización del dispositivo descrito cuando se ve como una sección transversal del sustrato de la FIGURA 4 a lo largo de la línea A - A. En esta realización, los microcalentadores 50 están rebajados una distancia dentro del sustrato 600. Como tal, el sustrato puede describirse como que comprende uno o más pocillos 610 calentadores. A continuación, se coloca un microcalentador individual dentro del pocillo del calentador, y todo o parte del volumen restante del pocillo se puede llenar con la composición 700 precursora de aerosol (o un componente de la misma). La profundidad del pocillo puede variar dependiendo del volumen de material precursor de
aerosol que se va a utilizar. En dichas realizaciones, la composición precursora de aerosol se puede proporcionar de forma favorable en una forma tal que la composición precursora de aerosol no se disloque significativamente del pocillo 610 calentador, por ejemplo, en forma de gel o espuma u otro material sólido o semisólido. El gel (o el precursor de aerosol en otra forma) se puede recubrir sobre el microcalentador. Por tanto, el microcalentador se puede caracterizar por estar situado de forma operativa dentro del artículo de fumar para estar sustancialmente en contacto con la composición precursora de aerosol. Dicha descripción se puede aplicar a alineaciones adicionales de la composición precursora de aerosol y a los microcalentadores, como se describe de otro modo en la presente memoria.
Como se ilustra en la FIGURA 5, los pocillos del calentador con los microcalentadores y el material precursor de aerosol colocado dentro están presentes en un solo lado del sustrato. En otras realizaciones, los pocillos pueden estar presentes en ambos lados del sustrato. Además, se engloban otras configuraciones de sustrato, tales como de tres lados (por ejemplo, que tiene una sección transversal triangular), de cuatro lados (por ejemplo, que tiene una sección transversal cuadrada, rectangular, trapezoidal u otra similar), o que tiene una sección transversal de múltiples brazos (por ejemplo, tres brazos, cuatro brazos o más). Dichas configuraciones pueden proporcionar un área de la superficie suficiente para proporcionar un número relativamente grande de microcalentadores en un solo sustrato. Por ejemplo, con un sustrato que tiene una sección transversal de cuatro brazos (por ejemplo, una forma de cruz), se ponen a disposición hasta ocho superficies para la colocación de microcalentadores. En otras realizaciones, el sustrato puede tener forma de cilindro, y los microcalentadores pueden estar distribuidos circunferencialmente en una o ambas de las superficies interior y exterior del sustrato en forma cilíndrica.
Proporcionar un número relativamente grande de microcalentadores puede ser particularmente favorable cuando se desea calentar por separado dos o más componentes de la composición precursora de aerosol. Específicamente, con referencia a la FIGURA 5, un pocillo 610 calentador puede incluir un componente de una composición precursora (por ejemplo, un poliol), y un pocillo calentador separado puede incluir un componente diferente, tal como un saborizante o un medicamento. El dispositivo puede entonces incluir controles adaptados para activar los microcalentadores correspondientes a los diferentes componentes de la composición precursora de aerosol según diferentes algoritmos. Por ejemplo, diferentes microcalentadores pueden calentar a diferentes temperaturas, calentar durante diferentes cantidades de tiempo, o calentar en una secuencia específica. Además, los componentes de control pueden activar automáticamente microcalentadores específicos en respuesta a la activación del dispositivo (por ejemplo, tras la activación de un sensor de presión que indica aspiración en el dispositivo), y otros microcalentadores pueden controlarse manualmente (por ejemplo, mediante un botón pulsador). Por ejemplo, se pueden adaptar uno o más microcalentadores para calentar un saborizante específico (por ejemplo, mentol), y el usuario del dispositivo puede usar un control manual para administrar el saborizante solo cuando lo desee. Como puede verse a partir de los párrafos anteriores, la utilización de múltiples microcalentadores puede proporcionar una gran variedad de personalizaciones de los perfiles de calentamiento del dispositivo y la personalización de la composición de aerosol que se administra en caladas individuales en el dispositivo.
La presente descripción puede englobar incluso configuraciones adicionales de microcalentadores en o sobre un sustrato. Por ejemplo, se puede combinar una pluralidad de microcalentadores con un sustrato para proporcionar un banco de calentadores. Como se ilustra en la realización de la FIGURA 6, se puede proporcionar un banco de microcalentadores 50 dentro de un sustrato. En esta realización, el sustrato 600 comprende una primera capa 603 y una segunda capa 605, y los microcalentadores se pueden intercalar entre las dos capas. Una de la primera capa y la segunda capa puede comprender un material poroso que puede funcionar como depósito para una composición precursora de aerosol (o un componente de la misma), y la composición precursora (o uno o más componentes de la misma) se puede almacenar sustancialmente en toda el área de la capa o puede depositarse solo en una o más áreas específicas correspondientes a uno o más de los microcalentadores. Como tal, se puede activar un microcalentador individual para aerosolizar una composición precursora de aerosol global en el área próxima al microcalentador. De forma alternativa, se puede activar un microcalentador individual para aerosolizar un componente específico de una composición precursora de aerosol en el área próxima al microcalentador.
En realizaciones adicionales, se puede proporcionar un sustrato que comprende una composición precursora de aerosol (o uno o más componentes de la misma), y se pueden proporcionar uno o más microcalentadores integrados a un dispositivo como se describe en la presente memoria. Más específicamente, los microcalentadores pueden colocarse en el interior de un artículo para fumar como se analiza en la presente memoria, y un sustrato que comprende una composición precursora de aerosol puede colocarse dentro del artículo de manera que el sustrato esté en contacto sustancial con el banco de microcalentadores o un solo microcalentador. El sustrato puede ser sustituible, si se desea, de manera que un artículo que comprende un banco de microcalentadores puede reutilizarse simplemente desechando un sustrato agotado e introduciendo un sustrato nuevo con una composición precursora de aerosol en el artículo. Dicha realización se ilustra en la FIGURA 7.
Como se ve en la FIGURA 7, se ilustra una realización de un artículo 10 electrónico para fumar que es fundamentalmente un cuerpo 150 continuo único con una puerta 101 con bisagras. Cuando está en una posición abierta, la puerta pone al descubierto una cavidad de aerosolización flanqueada por una serie de microcalentadores 50. En la realización ilustrada, los microcalentadores se proporcionan en la superficie interior de la puerta 101 con bisagras y en una superficie interior del artículo. Para el uso del artículo, se coloca un sustrato 600 que comprende una composición precursora de aerosol dentro de la cavidad de aerosolización del artículo. A continuación, el sustrato
sustancialmente plano se coloca dentro de la cavidad y la puerta 101 con bisagras se cierra de manera que las superficies superior e inferior del sustrato 600 estén cada una en contacto sustancial con la serie de microcalentadores. Después de que el uso del artículo haya agotado sustancialmente el sustrato de la composición precursora de aerosol, se puede abrir la puerta con bisagras y el sustrato se puede retirar y sustituir con un nuevo sustrato que comprende una composición precursora de aerosol. En otras realizaciones, los microcalentadores se pueden colocar solo en el interior de la puerta con bisagras o solo en la superficie interior de la cavidad de aerosolización. La serie de microcalentadores se puede configurar para calentar el sustrato según cualquier algoritmo deseado, tal como ya se ha descrito en la presente memoria.
En algunas realizaciones, los microcalentadores se pueden caracterizar por estar alineados en serie. De forma alternativa, los microcalentadores se pueden proporcionar en una o más alineaciones espaciales diferentes. La alineación específica de los microcalentadores puede predeterminarse para calentar porciones específicas de un sustrato en un orden específico y/o para calentar simultáneamente dos o más porciones diferentes del sustrato al mismo tiempo. Como tal, la combinación de una pluralidad de microcalentadores en el dispositivo descrito se puede caracterizar como una matriz de calentadores.
Aunque el sustrato 600 de la FIGURA 7 se ilustra como un rectángulo sustancialmente aplanado, se prevén otras formas tales como, por ejemplo, cilíndrica. En otras realizaciones, el sustrato puede ser un miembro sustancialmente alargado que tiene una sección transversal definida, tal como un cuadrado, un círculo, un triángulo o similar, y las dimensiones del sustrato pueden variar según se desee siempre y cuando el sustrato esté dimensionado para encajar dentro de una cavidad de aerosolización dentro del artículo de modo que esté en contacto sustancial con un microcalentador o una pluralidad de microcalentadores. Además, el número de microcalentadores que flanquean la cavidad de aerosolización puede variar. De manera similar, a medida que se varían la forma y las dimensiones del sustrato, la forma y las dimensiones de la cavidad de aerosolización dentro del artículo pueden variar en consecuencia, y la cavidad de aerosolización puede ser sustancialmente idéntica en forma y dimensiones al sustrato. En otras realizaciones más, la puerta 101 con bisagras se puede colocar en cualquier lugar a lo largo del artículo 10 para proporcionar un acceso fácil a la cavidad de aerosolización. Por ejemplo, la punta de la boca 11 del artículo puede ser una puerta con bisagras de manera que una sección completa de la punta de la boca del artículo se abra para permitir el acceso a la cavidad de aerosolización para la colocación y extracción del sustrato 600. Dicha estructura, por ejemplo, puede limitar el acceso directo a los microcalentadores por parte de un usuario.
En determinadas realizaciones, el depósito utilizado para almacenar la composición precursora de aerosol puede ser un recipiente (por ejemplo, una vejiga), y el artículo puede adaptarse para medir partes alícuotas definidas de la composición precursora de aerosol desde el recipiente. Se pueden incluir componentes mecánicos (por ejemplo, un émbolo y un mecanismo de accionamiento, como un resorte) y se pueden controlar electrónicamente mediante el microcontrolador o un componente similar del artículo. En particular, se pueden utilizar dispositivos de microbomba. Los componentes asociados también pueden proporcionar una indicación del estado de llenado de fluido del depósito. De manera similar (pero no cubiertos por las reivindicaciones), se pueden usar dispositivos microfluídicos pasivos para transferir la composición precursora de aerosol o uno o más componentes de la misma al microcalentador. Dichos dispositivos pueden ser particularmente útiles ya que no requieren necesariamente una fuente de alimentación separada, y el control ejercido por el dispositivo puede basarse, al menos en parte, en la energía extraída del fluido que se transfiere, o puede basarse en efectos de superficie, tales como como la tensión superficial, el control hidrófobo/hidrófilo selectivo y similares. Se pueden encontrar ejemplos de dispositivos microfluídicos pasivos, por ejemplo, en el Springer Handbook of Nanotechnology, editado por Bharat Bhushan, sección 19.3, Smart Passive Microfluidic Devices, 29 de noviembre de 2006, pág. 532-540, cuya descripción se incorpora en la presente memoria por referencia en su totalidad.
El depósito que contiene la composición precursora de aerosol puede estar en comunicación de fluido con un microcalentador como se analiza en la presente memoria a través de uno o más componentes adicionales. Por ejemplo, el recipiente puede estar en contacto con un dispensador que facilita el movimiento de la composición precursora de aerosol líquido fuera del recipiente y sobre el microcalentador. El dispensador se puede conectar al recipiente a través de un vía de paso adecuada, como un tubo de dimensiones adecuadas u otro elemento de transporte. Si se desea, se pueden incluir una o más válvulas en esa apertura de la válvula (por ejemplo, a través del control electrónico por el microcontrolador o componente similar del artículo) que puede permitir el paso de la composición precursora de aerosol líquido fuera del depósito o a través de la vía de paso, o fuera del dispensador y hacia el microcalentador. Dicho mecanismo de válvula puede estar presente además de, o en lugar de, otros componentes mecánicos que desplazan activamente la composición precursora de aerosol del recipiente.
El dispensador puede dispensar la composición precursora de aerosol sobre el microcalentador, que puede estar presente en un sustrato separado. En algunas realizaciones, el dispensador puede ser monolítico con un sustrato de microcalentador o estar unido de otro modo a un sustrato de microcalentador, y el dispensador puede incluir diversos componentes para mantener la composición precursora de aerosol próxima al microcalentador para su aerosolización y para liberar el aerosol formado.
El microcalentador también se puede proporcionar como parte de una estructura en capas que se puede caracterizar eficazmente como un aparato pulverizador. Por ejemplo, la FIGURA 8 ilustra un pulverizador 800 que es una estructura
en capas que forma una cavidad abierta que recubre un microcalentador como se analiza en la presente memoria. Como tal, el microcalentador se puede caracterizar por estar integrado con el pulverizador. Específicamente, el pulverizador 800 comprende una capa 510 de soporte con una capa eléctricamente conductora 520 encima. Se muestra una capa de protección 540 que recubre la capa 40 eléctricamente conductora. Por encima de la capa de protección hay una cámara 810 de pulverización que es un volumen abierto definido por una pared 820 de la cámara de pulverización, una cubierta 830 de la cámara y el microcalentador (particularmente la capa de protección del microcalentador). La cubierta de la cámara y la capa de protección se muestran como parcialmente transparentes para una fácil ilustración, pero también se pueden usar materiales opacos o translúcidos. Se proporciona una pluralidad de aperturas 840 en la pared de la cámara de pulverización para permitir el paso del material precursor de aerosol vaporizado fuera del pulverizador. Preferiblemente, las aperturas tienen un tamaño de manera que el vapor pasará a través de las mismas pero la composición líquida precursora de aerosol no pasará a través de las mismas. Un paso 850 de líquido conecta el pulverizador a un depósito, y el paso de líquido se abre hacia la cámara de pulverización para permitir que el material precursor de líquido pase a la cámara para su vaporización. El paso de líquido puede ser un tubo que tenga un diámetro de aproximadamente 250 pm a aproximadamente 1000 pm, de aproximadamente 300 pm a aproximadamente 750 pm, o de aproximadamente 400 pm a aproximadamente 600 pm. Como se analiza en la presente memoria, el paso de líquido puede ser a través de medios activos o medios pasivos, que no están cubiertos por las reivindicaciones. Cuando se emplean medios pasivos, el líquido puede pasar libremente a la cámara donde espera la vaporización pero no sale por las aperturas 840. Cuando se activa el calentador, el líquido se vaporiza y sale de la cámara a través de las aperturas, y la cámara se rellena con la entrada de material precursor líquido adicional. La cámara de pulverización tiene preferiblemente un tamaño de manera que sustancialmente todo el líquido presente en la cámara de una sola vez se vaporiza completamente para su eliminación de la misma. Si se desea, se pueden proporcionar medios para impedir el paso del vapor formado desde la cámara de pulverización al paso de líquido. Por ejemplo, una válvula de bola (no se muestra) puede estar presente en la apertura del paso de líquido a la cámara de pulverización. Las capas del pulverizador se pueden unir entre sí, por ejemplo, con un enlace metálico eutéctico.
Los terminales 530 que se extienden desde la capa 520 eléctricamente conductora proporcionan una conexión eléctrica del microcalentador (específicamente el material eléctricamente conductor) con los componentes eléctricos adicionales del artículo. La pared de la cámara y la cubierta de la cámara se pueden formar de cualquier material adecuado que sea resistente al calor y químicamente no reactivo con la composición precursora de aerosol. Por ejemplo, la pared de la cámara se puede formar de silicio y la cubierta de la cámara se puede formar de vidrio; sin embargo, otros materiales que se analizan en la presente memoria, tales como para su uso como capa de soporte y/o capa de protección, pueden usarse para formar, de forma independiente, la pared de la cámara y la cubierta de la cámara.
Aunque una estructura analizada anteriormente puede ser particularmente favorable, no es necesaria, y los componentes descritos anteriormente pueden combinarse en una variedad de formas. Por ejemplo, el pulverizador se puede formar de manera que el microcalentador esté en conexión térmica con la cámara de pulverización formada por una o más paredes. La cámara puede adaptarse para recibir una parte alícuota de una composición precursora de aerosol, por ejemplo a través de una apertura en la pared de la cámara. La pared o paredes que definen la cámara (que incluyen una cubierta, según corresponda) incluyen preferiblemente una o más aperturas adaptadas para la salida de vapor o aerosol de la cámara y una apertura adaptada para la infiltración de aire en la cámara. En determinadas realizaciones, las aperturas adaptadas para la salida de vapor o aerosol también se pueden utilizar para la infiltración de aire en la cámara.
Una realización ejemplar que se ilustra en la FIGURA 9 muestra un pulverizador 800 que incluye una capa 510 de soporte, una pared de la cámara 820 de pulverización y una cubierta de la cámara 830 de pulverización. La cámara de pulverización, la capa eléctricamente conductora y la capa de protección no son visibles en esta vista. En esta realización, la cubierta 830 incluye una pluralidad de aperturas 845 de la cubierta, y la pared de la cámara es continua alrededor del perímetro del pulverizador. Un paso 850 de líquido conecta el pulverizador a un depósito, y el paso de líquido se abre hacia la cámara de pulverización para permitir que el material precursor de líquido pase a la cámara para su vaporización. En esta realización, la cubierta puede estar formada por una malla metálica, y las aperturas de la cubierta tienen un tamaño de manera que la composición precursora de aerosol vaporizada pueda pasar a través de las mismas pero la composición precursora de aerosol líquida no pueda pasar a través de las mismas. De forma alternativa, la cubierta puede estar formada por otros materiales adecuados, tales como cerámica, polímeros de alta temperatura, silicio, vidrio y similares. La cubierta del pulverizador y la pared de la cámara de pulverización pueden formarse de forma favorable como una estructura monolítica, por ejemplo mediante el uso de técnicas de fotolitografía adecuadas. Específicamente, la cubierta se puede unir a una pieza en bruto del material usado para la pared de la cámara de pulverización, y se puede usar grabado para eliminar el material necesario de las paredes y dejar una cámara de las dimensiones deseadas. A continuación, las paredes de la cámara se pueden unir a la capa de soporte o una capa de cubierta que recubre la capa eléctricamente conductora sobre la capa de soporte.
Debido al tamaño del propio microcalentador, el pulverizador también puede ser de dimensiones relativamente pequeñas. Por ejemplo, el pulverizador puede tener una longitud total de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 12 mm, de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 10 mm, o de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 8 mm y una anchura total de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 7 mm, de aproximadamente 1,5 mm a
aproximadamente 6 mm, o de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 5 mm. La cámara de pulverización puede tener un volumen de aproximadamente 0,2 ml a aproximadamente 1 ml, de aproximadamente 0,3 ml a aproximadamente 0,9 ml o de aproximadamente 0,4 ml a aproximadamente 0,8 ml. Se puede incluir un pulverizador o una pluralidad de pulverizadores en el artículo, y los pulverizadores pueden estar en comunicación de fluido con un depósito o una pluralidad de depósitos (que pueden incluir una composición precursora de aerosol global o componentes específicos de una composición precursora de aerosol). El artículo se puede caracterizar incluyendo una composición precursora de aerosol que comprende una pluralidad de componentes separados, una pluralidad de depósitos que contienen por separado los componentes separados de la composición precursora de aerosol, y una pluralidad de pulverizadores o cámaras adaptadas para recibir partes alícuotas de los componentes separados de la composición precursora de aerosol desde los depósitos.
Un pulverizador como se describe anteriormente puede incorporarse particularmente en un cartucho de un artículo para fumar como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, el pulverizador se puede conectar a través del paso de líquido (por ejemplo, un tubo de acero inoxidable) a un depósito, tal como un recipiente con paredes. El depósito puede mantener una presión positiva sobre la composición precursora de aerosol en el mismo de modo que la composición precursora de aerosol líquida llena de forma continua la cámara del pulverizador después de la vaporización durante su uso. En una realización, el depósito puede incluir un émbolo que está inclinado, por ejemplo con un resorte, para mantener la presión positiva sobre la composición precursora de aerosol líquido en el depósito. De manera deseable, unido al émbolo puede haber un indicador que se mueva con el émbolo. Por tanto, un artículo para fumar puede incluir una ventana en el cuerpo del mismo a través de la cual es visible el indicador. A medida que se agota la composición precursora de aerosol líquida, el émbolo se mueve en una dirección definida. Como tal, el indicador también se mueve en la misma dirección. La ventana se puede colocar de manera que, a medida que el indicador pasa por la ventana, se puede visualizar la indicación del estado de llenado de la composición precursora de aerosol líquida. Por ejemplo, una codificación de colores se puede utilizar para indicar el estado de llenado con uno o más colores diferentes que aparecen en la ventana a medida que se agota el líquido. Del mismo modo, se puede usar un indicador cónico para indicar el estado de llenado con el indicador moviéndose de no estrecho a completamente estrecho a medida que se agota el líquido. En otras realizaciones, se puede proporcionar una pantalla digital en lugar de una ventana, y el movimiento mecánico del émbolo se puede convertir electrónicamente en una señal adecuada para indicar el estado de llenado en la pantalla digital. Del mismo modo, se puede utilizar una serie de LED para indicar el estado de llenado.
Además de lo anterior, cabe destacar que se puede utilizar una variedad de depósitos según las diversas realizaciones descritas anteriormente. Por ejemplo, el depósito puede ser un recipiente, como una botella, en el que se almacena la composición precursora de aerosol. El recipiente puede ser sustancialmente impermeable en relación con el precursor de aerosol de manera que el material no pueda escapar a través de las paredes del recipiente. En dichas realizaciones, se puede proporcionar una apertura para el paso de la composición precursora de aerosol desde la misma. El término "botella" pretende englobar en general cualquier recipiente que tenga paredes y al menos una apertura. Puede usarse un tubo u otro conducto para el paso de la composición precursora de aerosol fuera de la botella y a través del tubo u otro conducto. Dicho paso también puede producirse por la acción capilar. De forma alternativa, en una realización no cubierta por las reivindicaciones, el flujo pasivo del líquido desde la botella se puede controlar con un mecanismo de válvula adecuado que se puede abrir para permitir el flujo de la composición precursora de aerosol cuando el artículo para fumar se utiliza y para impedir el flujo de la composición precursora de aerosol cuando el artículo para fumar no se utiliza. También se prevén para su uso según la presente invención mecanismos de flujo activo que incorporan dispositivos de microbomba. Dicho recipiente puede estar formado por cualquier material adecuado que no sea sustancialmente reactivo con ningún componente de la composición precursora de aerosol, tal como vidrio, metal, cerámica de porosidad baja o nula, plásticos y similares.
En algunas realizaciones, un depósito puede ser una tela tejida o no tejida u otra masa de fibras adecuada para retener la composición precursora de aerosol (por ejemplo, mediante absorción, adsorción o similar) y permitir la evacuación de la composición precursora para su transporte al microcalentador. Dichas capas de depósito pueden estar formadas por fibras naturales, fibras sintéticas o combinaciones de las mismas. Los ejemplos no limitantes de materiales útiles incluyen algodón, celulosa, poliésteres, poliamidas, ácidos polilácticos, combinaciones de los mismos y similares. De manera similar, los depósitos se pueden formar de cerámica, otros materiales porosos, materiales sinterizados y similares. Un artículo para fumar según la presente invención puede incluir un depósito o una pluralidad de depósitos (por ejemplo, dos depósitos, tres depósitos, cuatro depósitos o incluso más). Como se analiza en la presente memoria, un depósito puede ser eficazmente un sustrato que contiene uno o más microcalentadores. Dichos sustratos pueden estar formados por materiales porosos, tales como los descritos anteriormente.
Se puede usar una mecha en determinadas realizaciones para transportar una o más composiciones precursoras de aerosol desde un depósito a un microcalentador en el artículo para fumar. Por tanto, una mecha para uso según la invención puede ser cualquier material que proporcione suficiente acción de mecha para transportar uno o más componentes de la composición precursora de aerosol al microcalentador. Los ejemplos no limitantes incluyen fibras naturales y sintéticas, tales como algodón, celulosa, poliésteres, poliamidas, ácidos polilácticos, fibras de vidrio, combinaciones de los mismos y similares. Otros materiales ejemplares que se pueden usar en mechas incluyen metales cerámicos y filamentos carbonizados (por ejemplo, un material formado por un material carbonoso que se ha sometido a calcinación para expulsar los componentes que no son de carbono del material). Además, las mechas
pueden recubrirse con materiales que alteran la acción capilar de las fibras, y las fibras utilizadas para formar mechas pueden tener una forma de sección transversal específica y pueden ranurarse para alterar la acción capilar de las fibras. Las fibras utilizadas para formar mechas se pueden proporcionar individualmente, agrupadas, como tela tejida (incluidas mallas y trenzas) o como tela no tejida. La porosidad del material de la mecha también se puede controlar para alterar la acción capilar de la mecha, incluido el control del tamaño medio de los poros y la porosidad total, el control de la geometría de la mecha (o geometría de la fibra) y el control de las características de la superficie. Las mechas separadas también pueden tener diferentes longitudes. El término "mecha" también pretende englobar tubos capilares, y se puede utilizar cualquier combinación de elementos que proporcionen la acción capilar deseada.
La composición precursora de aerosol utilizada en el artículo para fumar puede estar formada por un primer componente y al menos un segundo componente separado. Por tanto, la composición precursora de aerosol puede estar formada por una pluralidad de componentes, tales como dos componentes separados, tres componentes separados, cuatro componentes separados, cinco componentes separados, etc. En algunas realizaciones, los componentes separados de la composición precursora de aerosol se pueden transportar por separado a microcalentadores separados. En este sentido, puede aplicarse un transporte separado para cada componente individual de la composición precursora de aerosol o cualquier combinación de los componentes individuales. En algunas realizaciones, dos o más componentes de la composición precursora de aerosol pueden almacenarse en el mismo depósito y aún transportarse por separado a microcalentadores separados o al mismo microcalentador. Se pueden usar diversas combinaciones de uno o más depósitos, uno o más elementos de transporte y uno o más microcalentadores, todos con diversos diseños y formados de diversos materiales, para lograr una velocidad controlada de transporte y calentamiento de los componentes de la composición precursora de aerosol. De forma favorable, la utilización del transporte separado de componentes separados de la composición precursora de aerosol para elementos calentadores separados puede permitir que los componentes separados se calienten a diferentes temperaturas para proporcionar un aerosol más consistente para que el usuario lo aspire. Aunque la temperatura de aerosolización de calentadores separados puede ser sustancialmente la misma, en algunas realizaciones, la temperatura de aerosolización de los calentadores separados puede diferir en 2 °C o más, 5 °C o más, 10 °C o más, 20 °C o más, 30 °C o más, o 50 °C o más.
Además de lo anterior, el cuerpo de control y el cartucho se pueden caracterizar en relación con la longitud total. Por ejemplo, el cuerpo de control puede tener una longitud de aproximadamente 50 mm a aproximadamente 110 mm, de aproximadamente 60 mm a aproximadamente 100 mm o de aproximadamente 65 mm a aproximadamente 95 mm. El cartucho puede tener una longitud de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 60 mm, de aproximadamente 25 mm a aproximadamente 55 mm o de aproximadamente 30 mm a aproximadamente 50 mm. La longitud global del cartucho y el cuerpo de control combinados (o la longitud global de un artículo para fumar según la invención formado por una sola carcasa unitaria) puede ser aproximadamente igual o menor que la longitud de un cigarrillo típico, por ejemplo, aproximadamente 70 mm a aproximadamente 130 mm, aproximadamente 80 mm a aproximadamente 125 mm, o aproximadamente 90 mm a aproximadamente 120 mm.
Aunque el cartucho y el cuerpo de control se pueden proporcionar juntos como un artículo para fumar completo o un artículo de administración de medicamento en general, los componentes también se pueden proporcionar por separado. Por ejemplo, la invención también engloba una unidad desechable para usar con un artículo para fumar reutilizable o un artículo de administración de medicamento reutilizable.
En realizaciones específicas, una unidad o cartucho desechable según la invención puede ser sustancialmente idéntico a un cartucho como se describe anteriormente en relación con las figuras adjuntas. Por tanto, un cartucho desechable puede comprender una carcasa de cartucho de forma sustancialmente tubular que tiene un extremo de acoplamiento distal configurado para acoplarse a un artículo para fumar reutilizable o un artículo de administración de medicamento y una punta de la boca opuesta configurada para permitir el paso de un vapor formado y cualquier otro material inhalable a un consumidor. La carcasa del cartucho puede definir un espacio interior del cartucho que incluye componentes de cartucho adicionales, particularmente uno o más microcalentadores.
Aunque las diversas figuras descritas en la presente memoria ilustran el cuerpo de control y el cartucho en una relación operativa, se entiende que el cuerpo de control y el cartucho pueden existir como dispositivos individuales. Por consiguiente, cualquier análisis proporcionado en la presente memoria de otro modo en relación con los componentes en combinación también debe entenderse que se aplica al cuerpo de control y al cartucho como componentes individuales y separados.
En otro aspecto, la invención puede dirigirse a kits que proporcionan una variedad de componentes como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, un kit puede comprender un cuerpo de control con uno o más cartuchos. Un kit puede comprender además un cuerpo de control con uno o más componentes de carga. Un kit además puede comprender un cuerpo de control con una o más baterías. Un kit puede comprender además un cuerpo de control con uno o más cartuchos y uno o más componentes de carga y/o una o más baterías. En realizaciones adicionales, un kit puede comprender una pluralidad de cartuchos. Un kit puede comprender además una pluralidad de cartuchos y una o más baterías y/o uno o más componentes de carga. Los kits de la invención pueden incluir además un estuche (u otro componente de envasado, transporte o almacenamiento) que tenga espacio para uno o más de los componentes
adicionales del kit. El estuche puede ser un recipiente blando o duro reutilizable. Además, el estuche podría ser simplemente una caja u otra estructura de envasado.
En realizaciones adicionales, la presente descripción engloba además un procedimiento para formar un aerosol en un artículo para fumar. Específicamente, el procedimiento puede comprender iniciar el flujo de corriente desde una fuente de alimentación eléctrica dentro del artículo para fumar a un microcalentador dentro del artículo para fumar para provocar el calentamiento del microcalentador, que calienta una composición precursora de aerosol.
En algunas realizaciones, el artículo para fumar utilizado en el procedimiento puede comprender una pluralidad de microcalentadores. Se pueden calentar simultáneamente dos o más de los microcalentadores. Además, la composición precursora de aerosol puede comprender dos o más componentes separados, y los componentes separados de la composición precursora de aerosol pueden calentarse por separado mediante los microcalentadores calentados simultáneamente. Más específicamente, los microcalentadores calentados simultáneamente pueden recibir flujo de corriente desde la fuente de alimentación eléctrica en diferentes condiciones, de manera que los microcalentadores se calientan a diferentes temperaturas o se calientan durante diferentes cantidades de tiempo. Si se desea, dos o más de los microcalentadores se pueden calentar en serie (es decir, en una secuencia o patrón definido).
En otras realizaciones del procedimiento, la composición precursora de aerosol puede estar recubierta de, ser adsorbida por, o ser adsorbida en, un material portador (es decir, un sustrato), y antes de la etapa de iniciar el flujo de corriente, el procedimiento puede incluir la introducción del material portador en el artículo para fumar. De manera similar, los microcalentadores se pueden unir a un sustrato y, antes de la etapa de iniciar el flujo de corriente, el procedimiento puede comprender introducir el sustrato en el artículo para fumar. En realizaciones específicas, la composición precursora de aerosol puede recubrirse sobre los microcalentadores unidos al sustrato. En otras realizaciones, el procedimiento puede incluir iniciar el flujo de la composición precursora de aerosol desde un depósito a una cámara que está en conexión térmica con el microcalentador para calentar la composición precursora de aerosol dentro de la cámara.
A un experto en la técnica que tenga el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores y los dibujos asociados se le ocurrirán modificaciones y otras realizaciones de la invención Por lo tanto, se ha de entender que la invención no se limita a las realizaciones específicas descritas en la presente memoria y que se pretende que las modificaciones y otras realizaciones estén incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Los términos específicos empleados en la presente memoria se usan en un sentido genérico y descriptivo únicamente y no con fines de limitación.
Claims (13)
1. Un artículo para fumar que comprende una fuente (40) de alimentación eléctrica; una composición (700) precursora de aerosol dentro de un depósito (205), la composición (700) precursora de aerosol que está en forma de líquido o gel en condiciones ambientales; una cámara (810) de pulverización que comprende una entrada adaptada para recibir partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol del depósito (205) y una salida adaptada para el paso del vapor formado desde la misma; un controlador (20) adaptado para controlar el flujo activo de las partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol en la cámara (810) de pulverización; y un microcalentador (50) en conexión eléctrica con la fuente (40) de alimentación eléctrica y conexión térmica con la cámara de pulverización (820), caracterizado porque el microcalentador (50) comprende un material eléctricamente conductor modelado según un patrón que recubre una capa (510) de soporte y que está configurado para vaporizar las partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol, en el que la cámara (810) de pulverización está definida por una pared (820), una cubierta (830) y una capa (540) de protección que recubre el microcalentador (50) y en el que la cámara (810) de pulverización está colocada dentro de una carcasa (15) exterior.
2. El artículo para fumar de la reivindicación 1, en el que el microcalentador (50) es un calentador basado en sistemas microelectromecánicos (MEMS), o en el que el microcalentador (50) es un calentador de película delgada.
3. El artículo para fumar de la reivindicación 1 o 2, en el que el material eléctricamente conductor se selecciona del grupo que consiste en metales elementales, aleaciones metálicas, silicio, cerámica, carbono, carburos, nitruros y combinaciones de los mismos, o en el que el material eléctricamente conductor es una capa impreso que recubre la capa (510) de soporte, o en el que el material eléctricamente conductor es una capa grabada que recubre la capa (510) de soporte.
4. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la capa (510) de soporte o la capa (540) de protección es estable con respecto a la temperatura en un intervalo de temperatura de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 750 °C, o en el que la capa de soporte (510) o la capa (540) de protección comprende un material a base de silicio.
5. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el microcalentador (50) comprende dos o más capas.
6. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el microcalentador (50) comprende un material eléctricamente conductor intercalado entre dos membranas.
7. El artículo para fumar de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el microcalentador (50) tiene una longitud de hasta aproximadamente 3 mm y una anchura de hasta aproximadamente 3 mm, particularmente en el que el microcalentador (50) tiene una longitud de aproximadamente 0,5 mm. mm a aproximadamente 3 mm y una anchura de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 3 mm.
8. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el microcalentador (50) está unido a un sustrato (600), preferiblemente en el que el sustrato (600) está formado por un material eléctricamente aislante.
9. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una pluralidad de microcalentadores (50).
10. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la cámara tiene un volumen de aproximadamente 0,2 ml a aproximadamente 1 ml.
11. El artículo para fumar de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que una o ambas de la pared (820) y la cubierta (830) incluyen una pluralidad de aperturas (845) de un tamaño de manera que el vapor pasa a través de las mismas pero de manera que el líquido no pasa a través de las mismas.
12. Un procedimiento para formar un aerosol en un artículo para fumar (10), el procedimiento que comprende: iniciar el flujo de corriente desde una fuente (40) de alimentación eléctrica dentro del artículo para fumar (10) a un microcalentador (50) dentro de una cámara (810) en el artículo para fumar (10) para provocar el calentamiento del microcalentador (50); e iniciar el flujo activo de las partes alícuotas de una composición de precursor de aerosol (700) desde un depósito (205) a una cámara que está en conexión térmica con el microcalentador (50) para entrar en contacto con el microcalentador (50) dentro de la cámara (810), provocar la vaporización de las partes alícuotas de la composición (700) precursora de aerosol, y provocar que la composición (700) precursora de aerosol vaporizada salga de la cámara (810), en el que la cámara (810) está definida por una pared (820), un cubierta (830), y una capa (540) de protección que cubre el microcalentador (50), y en el que la cámara (810) de pulverización está colocada dentro de una carcasa (15) exterior.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que el artículo para fumar (10) comprende una pluralidad de microcalentadores (50).
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