ES3033434T3

ES3033434T3 - Article with tubular aerosol-forming substrate

Info

Publication number: ES3033434T3
Application number: ES22740899T
Authority: ES
Inventors: Gennaro Campitelli; Francesco Fedeli; Marie Farine
Original assignee: Philip Morris Products SA
Current assignee: Philip Morris Products SA
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2025-08-04
Anticipated expiration: 2042-07-07
Also published as: US20240284959A1; EP4559329A3; EP4559329A2; KR20240032921A; CA3224266A1; EP4366562B1; ZA202401130B; EP4366563B1; EP4366563A1; WO2023281014A1; AU2022308895A1; EP4366563C0; EP4366562C0; MX2024000383A; CA3225440A1; KR20240032911A; AU2022305828A1; BR112023026946A2; WO2023281017A1; EP4366561A1

Abstract

Un artículo generador de aerosol para producir un aerosol inhalable mediante calentamiento comprende varios componentes, incluyendo un sustrato formador de aerosol. Este sustrato tiene la forma de un segmento tubular hueco que define una cavidad que se extiende entre un extremo aguas arriba y un extremo aguas abajo del sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol comprende varias partículas termoconductoras y un formador de aerosol. La combinación de geometría tubular y partículas termoconductoras permite una primera calada más rápida, una extracción de aerosol más eficiente y un peso más ligero del artículo generador de aerosol. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Artículo con sustrato formador de aerosol tubular

La presente descripción se refiere a un artículo generador de aerosol que comprende un sustrato formador de aerosol tubular. La presente descripción también se refiere a un método para fabricar un sustrato formador de aerosol para tal artículo y un sistema generador de aerosol.

Los artículos generadores de aerosol en los que un sustrato generador de aerosol, tal como un sustrato que contiene tabaco, se calienta en lugar de quemarse, se conocen en la técnica. Típicamente, en tales artículos para fumar calentados, se genera un aerosol por la transferencia de calor desde una fuente de calor a un material o sustrato generador de aerosol separado físicamente, que puede ubicarse en contacto con, dentro de, alrededor o corriente abajo de la fuente de calor. Durante el uso del artículo generador de aerosol, los compuestos volátiles se liberan del sustrato generador de aerosol por transferencia de calor desde la fuente de calor y se arrastran en el aire aspirado a través del artículo generador de aerosol. A medida que los compuestos liberados se enfrían, se condensan para formar un aerosol.

Un número de documentos de la técnica anterior describe dispositivos generadores de aerosol para el consumo de artículos generadores de aerosol. Tales dispositivos incluyen, por ejemplo, los dispositivos generadores de aerosol calentados eléctricamente en los que se genera un aerosol por la transferencia de calor desde uno o más elementos calentadores eléctricos del dispositivo generador de aerosol al sustrato generador de aerosol de un artículo generador de aerosol calentado. Por ejemplo, se han propuesto dispositivos generadores de aerosol calentados eléctricamente que comprenden una lámina de calentamiento interna que se adapta para insertarse en el sustrato generador de aerosol. También se conoce el uso de un artículo generador de aerosol en combinación con un sistema de calentamiento externo. Por ejemplo, el documento WO-A-2020/115151 describe la provisión de un elemento de calentamiento externo dispuesto alrededor de la periferia del artículo generador de aerosol cuando el artículo generador de aerosol se recibe en una cavidad del dispositivo generador de aerosol. Como alternativa, los artículos generadores de aerosol calentables inductivamente que comprenden un sustrato generador de aerosol y un susceptor dispuesto dentro del sustrato generador de aerosol se han propuesto por el documento WO-A-2015/176898.

En general, puede ser difícil proporcionar un calentamiento eficiente de un sustrato generador de aerosol a lo largo de toda la barra del sustrato. Las porciones del sustrato más cercanas al elemento de calentamiento inevitablemente se calentarán de la manera más efectiva, mientras que la transferencia imperfecta de calor a través del sustrato significará que las porciones del sustrato más alejadas del elemento de calentamiento pueden no calentarse de manera efectiva. Por lo tanto, la generación de aerosol a partir de estas porciones del sustrato que no se calientan eficazmente no es óptima y, en algunos casos, las partes del sustrato pueden no alcanzar una temperatura suficientemente alta durante el uso para que se genere un aerosol en absoluto. Por ejemplo, cuando se usa un elemento de calentamiento externo para calentar una barra de sustrato generador de aerosol, como se describió anteriormente, es poco probable que la porción central de la barra de sustrato generador de aerosol genere tanto aerosol como las porciones exteriores de la barra y, en algunos casos, puede que no genere ningún aerosol. En general, la generación de aerosol a partir de la barra generadora de aerosol es por lo tanto probable que sea ineficiente, con el posible desperdicio de una porción del sustrato generador de aerosol.

Además, el sustrato generador de aerosol generalmente no genera inmediatamente aerosol tras la activación de un elemento de calentamiento. Esto se debe a que hay un tiempo de precalentamiento después de la activación de un elemento de calentamiento durante el cual el sustrato generador de aerosol se calienta a una temperatura requerida para la generación de aerosol. Como tal, puede haber una duración relativamente larga entre la activación de un elemento de calentamiento y la generación de un aerosol sensorialmente aceptable para la inhalación por parte de un usuario.

El documento WO 2020/025701 se refiere a un sustrato generador de aerosol que comprende un material generador de aerosol, en donde el material generador de aerosol comprende un sólido amorfo, el sólido amorfo que comprende: 1-60 % en peso de un agente gelificante; 5-80 % en peso de un agente generador de aerosol; y 1-70 % en peso de un ingrediente activo; en donde estos pesos se calculan sobre una base de peso seco; en donde se observa la liberación bimodal o multimodal de uno o más ingredientes activos del sólido amorfo durante el uso. Por lo tanto, sería conveniente proporcionar un artículo generador de aerosol que tenga un sustrato generador de aerosol que se adapte para proporcionar una aerosolización más eficiente del sustrato generador de aerosol y que reduzca el desperdicio de los materiales del sustrato, tales como el tabaco. También sería conveniente proporcionar tal artículo generador de aerosol que pueda lograr un tiempo de precalentamiento relativamente corto para que un aerosol sensorialmente aceptable pueda suministrarse a un usuario poco después del inicio del calentamiento del sustrato generador de aerosol. También sería conveniente proporcionar tal artículo generador de aerosol que pueda proporcionar un suministro optimizado de aerosol desde el sustrato generador de aerosol. Sería particularmente conveniente proporcionar tal artículo generador de aerosol con un diseño relativamente simple de manera que pueda fabricarse de una manera rentable y se incorpore en los diseños de productos existentes. Sería conveniente proporcionar un artículo de este tipo que pueda adaptarse fácilmente de manera que pueda calentarse en una variedad de tipos de dispositivos de calentamiento, que incluyen dispositivos de calentamiento inductivos y resistivos.

Los sustratos formadores de aerosol conocidos tienen conductividades térmicas relativamente bajas. La baja conductividad térmica de un sustrato formador de aerosol puede conducir a un gradiente de temperatura relativamente grande en el sustrato formador de aerosol durante su uso. Esto puede significar que las porciones del sustrato formador de aerosol que se ubican más lejos de un elemento calentador no alcanzan una temperatura alta y, por lo tanto, no liberan tantos compuestos volátiles como lo harían si el sustrato formador de aerosol tuviera una conductividad térmica más alta. En otras palabras, la baja conductividad térmica del sustrato formador de aerosol puede dar como resultado, de manera no conveniente, una baja eficiencia de uso del sustrato formador de aerosol. La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

De conformidad con la presente descripción, se proporciona un artículo generador de aerosol para producir un aerosol inhalable al calentarse. El artículo generador de aerosol puede comprender una pluralidad de componentes que incluyen un sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede estar en forma de un segmento tubular hueco, que define preferentemente una cavidad de sustrato que se extiende entre un extremo corriente arriba del sustrato formador de aerosol y un extremo corriente abajo del sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol comprende preferentemente una pluralidad de partículas conductoras térmicas y un formador de aerosol.

Por ejemplo, puede proporcionarse un artículo generador de aerosol para producir un aerosol inhalable al calentarse, el artículo generador de aerosol que comprende una pluralidad de componentes que incluyen un sustrato formador de aerosol, en donde el sustrato formador de aerosol tiene forma de un segmento tubular hueco que define una cavidad de sustrato que se extiende entre un extremo corriente arriba del sustrato formador de aerosol y un extremo corriente abajo del sustrato formador de aerosol, y en el que el sustrato formador de aerosol comprende una pluralidad de partículas conductoras térmicas y un formador de aerosol.

El uso de una geometría tubular para el sustrato formador de aerosol puede ayudar a evitar los efectos del gradiente térmico en el calentamiento del sustrato. Con una geometría tubular, el sustrato no tiene núcleo y el material formador de aerosol se concentra en regiones del sustrato que se calientan, ya sea interna o externamente. Esto permite que la eficiencia de la extracción aumente significativamente, lo que a su vez puede reducir la cantidad total de sustrato que se requiere para una experiencia de usuario. Una reducción en la masa del sustrato reduce la inercia de calentamiento y, por lo tanto, puede reducir el tiempo necesario para calentar a una temperatura suficiente, de esta manera se reduce el tiempo hasta la primera bocanada. El uso de un sustrato conductor térmico puede aumentar significativamente las ventajas obtenidas al adoptar una geometría de sustrato tubular. Un sustrato de conductividad térmica aumentada o aumentada como resultado de la presencia de partículas conductoras térmicas puede reducir aún más la inercia del sustrato y puede reducir aún más el tiempo hasta la primera bocanada y aumentar la eficiencia general de extracción. Al seleccionar partículas conductoras térmicas específicas, por ejemplo grafito o grafito expandido, el peso del sustrato puede reducirse aún más. La reducción de la masa total del sustrato formador de aerosol necesaria para una experiencia de usuario adecuada tiene varias ventajas, que incluyen una reducción de la inercia térmica total y una reducción del peso de un artículo generador de aerosol que comprende el sustrato. La reducción del peso de un artículo puede proporcionar costos de envío reducidos y energía reducida involucrada en el envío y también puede proporcionar beneficios fiscales en ciertas jurisdicciones.

Un artículo generador de aerosol de conformidad con la presente invención puede emplearse particularmente de manera ventajosa en un sistema generador de aerosol que emplea calentamiento progresivo, o calentamiento zonal. Un artículo generador de aerosol de conformidad con la presente invención también puede emplearse particularmente de manera ventajosa en un sistema generador de aerosol que emplea calentamiento por demanda de bocanadas.

El sustrato formador de aerosol puede comprender, sobre una base de peso seco, entre 5 y 95 por ciento en peso [wt %] de partículas conductoras térmicas, por ejemplo entre 10 y 90 % en peso de partículas conductoras térmicas. El sustrato formador de aerosol puede comprender, sobre una base de peso seco, entre 7 y 60 % en peso de un formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede comprender, sobre una base de peso seco, entre 2 y 20 % en peso de fibras. El sustrato formador de aerosol puede comprender, sobre una base de peso seco, entre 2 y 10 % en peso de un aglutinante. Cada una de las partículas conductoras térmicas puede consistir en uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón, y diamante.

Por lo tanto, puede proporcionarse un sustrato formador de aerosol que comprende, sobre una base de peso seco: entre 10 y 90 % en peso de partículas conductoras térmicas; entre 7 y 60 % en peso de un formador de aerosol; entre 2 y 20 % en peso de fibras; y entre 2 y 10 % en peso de un aglutinante, en donde cada una de las partículas conductoras térmicas consiste en uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón, y diamante.

El artículo generador de aerosol puede comprender, sobre una base de peso seco: entre 5 y 95%en peso, por ejemplo entre 10 y 90 % en peso, de partículas conductoras térmicas, cada partícula conductor térmico de las partículas conductoras térmicas que tiene una conductividad térmica de al menos 1 W/(mK). La conductividad térmica puede medirse en al menos una dirección de la partícula. La conductividad térmica puede medirse a una temperatura de 25 grados centígrados.

Cuando el término “partículas conductoras térmicas” se usa para referirse a partículas que comprenden carbono, por ejemplo partículas que comprenden o que consisten en uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón y diamante, las partículas conductoras térmicas pueden denominarse partículas de carbono o partículas que contienen carbono.

Ventajosamente, las partículas conductoras térmicas pueden aumentar la conductividad térmica del sustrato formador de aerosol. El aumento de la conductividad térmica del sustrato puede proporcionar una distribución de temperatura más uniforme en todo el sustrato durante el uso. Esto puede resultar en una mayor proporción del sustrato formador de aerosol que alcanza una temperatura suficientemente alta para liberar compuestos volátiles, y por lo tanto una mayor eficiencia de uso del sustrato formador de aerosol. Además, la conductividad térmica aumentada del sustrato puede permitir que un calentador, por ejemplo, una lámina de calentamiento configurada para calentar el sustrato, funcione a una temperatura más baja y, por lo tanto, requiera menos energía. Además, la conductividad térmica aumentada del sustrato puede permitir que un calentador caliente el sustrato a una temperatura en la que los compuestos volátiles se liberan en menos tiempo. Por lo tanto, la conductividad térmica aumentada puede reducir el tiempo requerido para formar un aerosol inhalable para un usuario.

Ventajosamente, una o ambas fibras y el aglutinante pueden aumentar la resistencia a la tracción del material que forma el sustrato formador de aerosol. La resistencia a la tracción aumentada puede, por ejemplo, permitir la producción de una lámina del material formador de aerosol mediante el uso de maquinaria de producción existente, la lámina que puede formarse en un tubo para formar el sustrato formador de aerosol.

El sustrato formador de aerosol puede tener una conductividad térmica de al menos 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,22, 0,3, 0,4, o 0,5 W/(mK) en al menos una dirección, o en todas las direcciones, a 25 grados centígrados. Esta conductividad térmica puede medirse cuando el contenido de humedad del sustrato está entre 0 y 20, o 5 y 15, por ejemplo alrededor del 10 %. Esta conductividad térmica puede medirse cuando el sustrato comprende entre 0 y 20, o 5 y 15, por ejemplo alrededor de 10 % en peso de agua. El contenido de humedad o agua del sustrato puede medirse mediante el uso de un método de titulación. El contenido de humedad o agua del sustrato puede medirse mediante el uso del método de Karl Fisher.

Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas comprenden al menos 10, 30, 50, 70, 90, 95, 98 o 99 % en peso de carbono.

Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de grafito. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de grafito expandido. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de grafeno. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son nanotubos de carbono o partículas de nanotubos de carbono. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de carbón. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de diamante, por ejemplo partículas de diamante artificial. Ventajosamente, tales materiales pueden tener conductividades térmicas relativamente altas.

El grafito expandido puede tener una densidad menor que 2, 1,8, 1,5, 1,2, 1, 0,8, o 0,5, 0,2, 0,1, 0,05, 0,02 gramos por centímetro cúbico (g / cm3). El grafito expandido puede tener una densidad superior a 0,01, 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0. 5, 0,8, 1, 1,2, 1,5 o 1,8 gramos por centímetro cúbico (g / cm3). El grafito expandido puede tener una densidad entre 0,01 y 3, 0,01 y 2, 0,01 y 1,8, 0,01 y 1,5, 0,01 y 1,2, 0,01 y 1, 0,01 y 0,8, 0,01 y 0,5, 0,02 y 3, 0,02 y 2, 0,02 y 1,8, 0,02 y 1,5, 0,02 y 1,2, 0,02 y 1, 0,02 y 0,8, 0,02 y 0,5, 0,01 y 3, 0,05 y 2, 0,05 y 1,8, 0,05 y 1,5, 0,05 y 1,2, 0,05 y 1, 0,05 y 0,8, 0,05 y 0,5 g/cm3, 0,1 y 3, 0,1 y 2, 0,1 y 1,8, 0,1 y 1,5, 0,1 y 1,2, 0,1 y 1, 0,1 y 0,8, 0,1 y 0,5, 0,2 y 3, 0,2 y 2, 0,2 y 1,8, 0,2 y 1,5, 0,2 y 1,2, 0,2 y 1, 0,2 y 0,8, 0,2 y 0,5, 0,5 y 3, 0,5 y 2, 0,5 y 1,8, 0,5 y 1,5, 0,5 y 1,2, 0,5 y 1, 0,5 y 0,8, 0,8 y 3, 0,8 y 2, 0,8 y 1,8, 0,8 y 1,5, 0,8 y 1,2, 0,8 y 1 gramos por centímetro cúbico (g/cm3).

Opcionalmente, de conformidad con aspectos donde cada una de las partículas conductoras térmicas no consiste necesariamente de uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón, y diamante, algunas o todas las partículas conductoras térmicas comprenden un metal. Alternativamente, o además, algunas o todas las partículas conductoras térmicas comprenden una aleación. Alternativamente, o además, algunas o todas las partículas conductoras térmicas comprenden un intermetálico. Ventajosamente, tales materiales pueden tener conductividades térmicas relativamente altas.

Opcionalmente, de conformidad con aspectos alternativos donde cada una de las partículas conductoras térmicas no consiste necesariamente de uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón, y diamante, algunas o todas las partículas conductoras térmicas comprenden uno o más de carburo de silicio, plata, cobre, oro, nitruro de aluminio, aluminio, tungsteno, y nitruro de boro. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de carburo de silicio. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de plata. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de cobre. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de oro. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de nitruro de aluminio. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de aluminio. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de tungsteno. Opcionalmente, algunas o todas las partículas conductoras térmicas son partículas de nitruro de boro. Ventajosamente, tales materiales pueden tener conductividades térmicas relativamente altas.

Las partículas conductoras térmicas pueden tener cada una un “tamaño de partícula”. El significado del término “tamaño de partícula” y un método para medir el tamaño de partícula se exponen más adelante.

Las partículas conductoras térmicas pueden caracterizarse por una distribución de tamaño de partícula. La distribución de tamaño de partícula puede tener tamaños de partículas D10, D50 y D90. El tamaño de partículas D10 se define de manera que el 10 % de las partículas tienen un tamaño de partículas menor o igual al tamaño de partículas D10. De manera similar, el tamaño de partículas D50 se define de manera que el 50 % de las partículas tienen un tamaño de partículas menor o igual al tamaño de partículas D50. Por lo tanto, el tamaño de partículas D50 puede denominarse tamaño de partículas mediano. El tamaño de partículas D90 se define de manera que el 90 % de las partículas tienen un tamaño de partículas menor o igual al tamaño de partículas D90. Por lo tanto, si hubiera 1000 partículas en la distribución y las partículas estuvieran ordenadas por tamaño de partícula ascendente, se esperaría que el número D10 del tamaño de partícula fuera aproximadamente igual al tamaño de partícula de las 100th partícula, el tamaño de partícula D50 debe ser aproximadamente igual al tamaño de partícula de la 500th partícula, y el número D90 del tamaño de partícula a ser aproximadamente igual al tamaño de partícula de la 900th partícula.

La distribución de tamaño de partícula puede tener tamaños de partículas de volumen D10, D50 y D90. El volumen D10 de tamaño de partículas se define de manera que el 10 % de la suma de los volúmenes de todas las partículas se contabiliza mediante la suma de los volúmenes de las partículas que tienen un tamaño de partículas menor o igual al volumen D10 de tamaño de partículas. De manera similar, el volumen de tamaño de partícula D50 se define de manera que el 50 % de la suma de los volúmenes de todas las partículas se contabiliza mediante la suma de los volúmenes de las partículas que tienen un tamaño de partículas menor o igual al volumen de tamaño de partículas D50. Y el volumen de tamaño de partículas D90 se define de manera que el 90 % de la suma de los volúmenes de todas las partículas se contabiliza mediante la suma de los volúmenes de las partículas que tienen un tamaño de partículas menor o igual al volumen de tamaño de partículas D90.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 numérico, en donde el tamaño de partícula D10 numérico es al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 numérico, en donde el tamaño de partícula D10 numérico es no más de 1000, 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5, o 0,2 micras.

Se tiene que llegar a un compromiso al decidir los tamaños de la partícula. Las partículas conductoras térmicas más grandes pueden aumentar ventajosamente la conductividad térmica del sustrato formador de aerosol más que las partículas conductoras térmicas más pequeñas. Sin embargo, las partículas conductoras térmicas más grandes pueden reducir el espacio disponible para el material formador de aerosol en el sustrato.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D50 numérico, en donde el tamaño de partícula D50 numérico es al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D50 numérico, en donde el tamaño de partícula D50 numérico es no más de 1000, 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5, o 0,2 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D90 numérico, en donde el tamaño de partícula D90 numérico es al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D90 numérico, en donde el tamaño de partícula D90 numérico es no más de 1000, 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5, o 0,2 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 numérico y un tamaño de partícula D90 numérico, en donde el tamaño de partícula D90 numérico no es más de 50, 40, 30, 20, 10 o 5 veces el tamaño de partícula D10 numérico.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 numérico y un tamaño de partícula D90 numérico, en donde el tamaño de partícula D90 numérico es al menos 1,5, 2, 3, 5, 10 o 20 veces el tamaño de partícula D10 numérico.

Puede ser necesario un compromiso en relación con la distribución de tamaño de partícula. Una distribución de tamaño de partícula más ajustada, por ejemplo caracterizada por una relación más pequeña entre los tamaños de partículas D90 y D10, puede proporcionar ventajosamente una conductividad térmica más uniforme en todo el sustrato formador de aerosol. Esto se debe a que habrá menos variación en el tamaño de las partículas en diferentes ubicaciones en el sustrato. Esto puede permitir ventajosamente un uso más eficiente del material formador de aerosol a lo largo del sustrato formador de aerosol. Sin embargo, una distribución de tamaño de partícula más ajustada puede ser desventajosamente más difícil y costosa de lograr. Los inventores han descubierto que las distribuciones de tamaño de partícula descritas anteriormente pueden proporcionar un compromiso óptimo entre estos dos factores.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 en volumen, en donde el tamaño de partícula D10 en volumen es al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 en volumen, en donde el tamaño de partícula D10 en volumen no es más de 1000, 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5, o 0,2 micras

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D50 en volumen, en donde el tamaño de partícula D50 en volumen es al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D50 en volumen, en donde el tamaño de partícula D50 en volumen no es más de 1000, 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5, o 0,2 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D90 en volumen, en donde el tamaño de partícula D90 en volumen es al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D90 en volumen, en donde el tamaño de partícula D90 en volumen no es más de 1000, 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5, o 0,2 micras.

Puede ser particularmente preferible que las partículas conductoras térmicas tengan una distribución de tamaño de partícula que tenga un tamaño de partícula D10 en volumen entre 1 y 20 micras. Alternativamente, o además, puede ser particularmente preferible que las partículas conductoras térmicas tengan una distribución de tamaño de partícula que tenga un tamaño de partícula D90 en volumen entre 50 y 300 micras, o entre 50 y 200 micras.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 de volumen y un tamaño de partícula D90 de volumen, en donde el tamaño de partícula D90 de volumen no es más de 50, 40, 30, 20, 10 o 5 veces el tamaño de partícula D10 de volumen.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas tienen una distribución de tamaño de partícula que tiene un tamaño de partícula D10 en volumen y un tamaño de partícula D90 en volumen, en donde el tamaño de partícula D90 en volumen es al menos 1,5, 2, 3, 5, 10 o 20 veces el tamaño de partícula D10 en volumen.

Como se explicó anteriormente, debe hacerse un compromiso en relación con la distribución de tamaño de partícula, y los inventores han descubierto que las distribuciones del tamaño de partícula anteriores pueden proporcionar un compromiso óptimo.

Opcionalmente, cada una de las partículas conductoras térmicas tiene un tamaño de partícula de al menos 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 o 500 micras. Opcionalmente, cada una de las partículas conductoras térmicas tiene un tamaño de partícula de no más de 1000, 500, 300, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0,5 o 0,2 micras. Puede ser particularmente preferible que cada una de las partículas conductoras térmicas tenga un tamaño de partícula de al menos 1 micra. Alternativamente, o además, puede ser particularmente preferible que cada una de las partículas conductoras térmicas tenga un tamaño de partícula de no más de 300 micras. Las partículas más pequeñas de 1 micra pueden ser difíciles de manejar durante la fabricación. Además, las partículas más pequeñas de 1 micra pueden tener más probabilidades de pasar a través de un filtro en un artículo generador de aerosol que comprende el sustrato formador de aerosol. Las partículas mayores de 300 micras pueden ocupar una cantidad de espacio bastante grande en el sustrato que podría usarse para material formador de aerosol. Por lo tanto, puede ser particularmente ventajoso que cada una de las partículas conductoras térmicas tenga un tamaño de partícula de al menos 1 micra, o un tamaño de partícula de no más de 300 micras, o ambos.

Opcionalmente, cada una de las partículas conductoras térmicas tiene tres dimensiones mutuamente perpendiculares, una dimensión más grande de las tres dimensiones que no es más de 10, 8, 5, 3 o 2 veces más grande que una dimensión más pequeña de las tres dimensiones. Opcionalmente, cada una de las partículas conductoras térmicas tiene tres dimensiones mutuamente perpendiculares, una dimensión más grande de las tres dimensiones que no es más de 10, 8, 5, 3 o 2 veces mayor que una segunda dimensión más grande de las tres dimensiones. Opcionalmente, cada una de las partículas conductoras térmicas es esencialmente esférica. Ventajosamente, la orientación de partículas esencialmente esféricas puede no afectar la conductividad térmica del sustrato tanto como la orientación de partículas no esféricas. Por lo tanto, el uso de partículas más esféricas puede dar como resultado menos variabilidad entre diferentes sustratos donde no se controlan las orientaciones de las partículas. Además, las partículas esencialmente esféricas pueden ser más fáciles de caracterizar.

Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas comprenden al menos 10, 20, 50, 100, 200, 500 o 1000 partículas. Ventajosamente, un mayor número de partículas en el sustrato formador de aerosol puede permitir que la conductividad térmica del sustrato sea más uniforme.

Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 20, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 u 85 % en peso de las partículas conductoras térmicas. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 o 15%en peso de las partículas conductoras térmicas. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 10 y 90, 20 y 90, 30 y 90, 40 y 90, 50 y 90, 60 y 90, 70 y 90, 80 y 90, 10 y 80, 20 y 80, 30 y 80, 40 y 80, 50 y 80, 60 y 80, 70 y 80, 10 y 70, 20 y 70, 30 y 70, 40 y 70, 50 y 70, 60 y 70, 10 y 60, 20 y 60, 30 y 60, 40 y 60, 50 y 60, 10 y 50, 20 y 50, 30 y 50, 40 y 50, 10 y 40, 20 y 40, 30 y 40, 10 y 30, 20 y 30, o 10 y 20 % en peso de las partículas conductoras térmicas. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 50 y 90, o con mayor preferencia entre 60 y 90, o incluso con mayor preferencia entre 65 y 85, % en peso de las partículas conductoras térmicas.

Puede requerirse un compuesto en relación con el por ciento en peso de partículas conductoras térmicas en el sustrato. El aumento del por ciento en peso de partículas en el sustrato formador de aerosol puede aumentar ventajosamente la conductividad térmica del sustrato. Sin embargo, aumentar el por ciento en peso de partículas en el sustrato formador de aerosol también puede reducir el espacio disponible para uno o más del formador de aerosol, aglutinante y fibras, por lo que podría dar como resultado un sustrato que forma menos aerosol, o que tiene menos resistencia a la tracción.

Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 o 55 % en peso del formador de aerosol. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 o 15 % en peso del formador de aerosol. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 7 y 60, 10 y 60, 20 y 60, 30 y 60, 40 y 60, 50 y 60, 7 y 50, 10 y 50, 20 y 50, 30 y 50, 40 y 50, 7 y 40, 10 y 40, 20 y 40, 30 y 40, 7 y 30, 10 y 30, 20 y 30, 7 y 20, 10 y 20, o 7 y 10 % en peso del formador de aerosol. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 15 y 25 % en peso del formador de aerosol.

Opcionalmente, el formador de aerosol comprende o consiste en uno o más de: alcoholes polihídricos, tales como propilenglicol, polietilenglicol, trietilenglicol, 1, 3-butanodiol y glicerina; ésteres de alcoholes polihídricos, tales como mono-, di- o tri-acetato de glicerol; y ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o poli-carboxílicos, tales como dodecanodioato de dimetilo y tetradecanodioato de dimetilo. Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol comprende uno o ambos de glicerina y glicerol.

Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 o 18 % en peso de las fibras. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6 o 4 % en peso de las fibras. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 4 y 20, 6 y 20, 8 y 20, 10 y 20, 12 y 20, 14 y 20, 16 y 20, 18 y 20, 2 y 18, 4 y 18, 6 y 18, 8 y 18, 10 y 18, 12 y 18, 14 y 18, 16 y 18, 2 y 16, 4 y 16, 6 y 16, 8 y 16, 10 y 16, 12 y 16, 14 y 16, 2 y 14, 4 y 14, 6 y 14, 8 y 14, 10 y 14, 12 y 14, 2 y 12, 4 y 12, 6 y 12, 8 y 12, 10 y 12, 2 y 10, 4 y 10, 6 y 10, 8 y 10, 2 y 8, 4 y 8, 6 y 8, 2 y 6, 4 y 6, o 2 y 4 % en peso de las fibras. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 2 y 10 % en peso de las fibras.

Opcionalmente, las fibras son fibras celulósicas. Ventajosamente, las fibras de celulosa no son excesivamente costosas y pueden aumentar la resistencia a la tracción del sustrato.

Opcionalmente, cada una de las fibras tiene tres dimensiones mutuamente perpendiculares, una dimensión más grande de las tres dimensiones es al menos 1,5, 2, 3, 5, 10 o 20 veces mayor que una dimensión más pequeña de las tres dimensiones. Opcionalmente, cada una de las fibras tiene tres dimensiones mutuamente perpendiculares, una dimensión más grande de las tres dimensiones es al menos 1,5, 2, 3, 5, 10 o 20 veces mayor que una segunda dimensión más grande de las tres dimensiones.

Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 4, 6 u 8 % en peso del aglutinante. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 8, 6 o 4 % en peso del aglutinante. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 4 y 10, 6 y 10, 8 y 10, 2 y 8, 4 y 8, 6 y 8, 2 y 6, 4 y 6, 2 y 4 % en peso del aglutinante. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 2 y 10 % en peso del aglutinante.

Los aglutinantes adecuados son bien conocidos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a, pectinas naturales, tales como pectinas de frutas, cítricas o tabaco; gomas guar, tales como guar hidroxietílico y guar hidroxi propílico; gomas de algarrobo, tales como goma de algarrobo hidroxietílico e hidroxipropílico; alginato; almidones, tales como almidones modificados o derivatizados; celulosas, tales como metilo, etilo, etilhidroximetilo y carboximetilcelulosa; goma de tamarindo; dextrano; pullalon; harina de konjac; goma xantana y similares. Puede ser particularmente preferible que el aglutinante sea o comprenda guar. Puede ser particularmente preferible que el aglutinante comprenda o consista en uno o más de carboximetilcelulosa o hidroxipropilcelulosa o una goma como la goma guar. Opcionalmente, las partículas conductoras térmicas se distribuyen esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol. Opcionalmente, el formador de aerosol se distribuye esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol. Opcionalmente, las fibras se distribuyen esencialmente de manera homogénea en todo el sustrato formador de aerosol. Opcionalmente, el aglutinante se distribuye esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol. Ventajosamente, una distribución homogénea de los componentes del sustrato puede dar como resultado que el sustrato tenga propiedades más uniformes espacialmente. Por ejemplo, las partículas conductoras térmicas distribuidas esencialmente homogéneamente pueden dar como resultado que el sustrato tenga una conductividad térmica esencialmente uniforme. Como otro ejemplo, un aglutinante o fibras distribuidos esencialmente homogéneamente pueden dar como resultado que el sustrato tenga una resistencia a la tracción esencialmente uniforme.

Opcionalmente, el sustrato comprende nicotina. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 0,01, 1, 2, 3 o 4 % en peso de nicotina. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 5, 4, 3, 2 o 1 % en peso de nicotina. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 0,01 y 5, 1 y 5, 2 y 5, 3 y 5, 4 y 5, 0,01 y 4, 1 y 4, 2 y 4, 3 y 4, 0,01 y 3, 1 y 3, 2 y 3, 0,01 y 2, 1 y 2, 0,01 y 1 % en peso de nicotina. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 0,5 y 4 % en peso de nicotina.

Opcionalmente, la nicotina se distribuye esencialmente de manera homogénea en todo el sustrato formador de aerosol.

Opcionalmente, el sustrato comprende un ácido. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 0,01, 1, 2, 3 o 4 % en peso del ácido. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 5, 4, 3, 2 o 1 % en peso del ácido. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 0,01 y 5, 1 y 5, 2 y 5, 3 y 5, 4 y 5, 0,01 y 4, 1 y 4, 2 y 4, 3 y 4, 0,01 y 3, 1 y 3, 2 y 3, 0,01 y 2, 1 y 2, 0,01 y 1 % en peso del ácido. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 0,5 y 5 % en peso de ácido.

Opcionalmente, el ácido comprende o consiste en uno o más de ácido fumárico, ácido láctico, ácido benzoico y ácido levulínico.

Opcionalmente, el ácido se distribuye esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol.

Opcionalmente, el sustrato comprende al menos un botánico. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 0,01, 1, 2, 5, 10 o 15 % en peso de al menos una planta botánica. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 20, 15, 10, 5, 2 o 1 % en peso de al menos una planta botánica. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 0,01 y 20, 1 y 20, 2 y 20, 5 y 20, 10 y 20, 15 y 20, 0,01 y 15, 1 y 15, 2 y 15, 5 y 15, 10 y 15, 0,01 y 10, 1 y 10, 2 y 10, 5 y 10, 0,01 y 5, 1 y 5, 2 y 5, 0,01 y 2, 1 y 2, 0,01 y 1 % en peso de al menos un botánico. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 1 y 15 % en peso del al menos un botánico.

Opcionalmente, el al menos un botánico comprende o consiste en uno o ambos de clavo y romero.

Opcionalmente, el al menos un botánico se distribuye esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol.

Opcionalmente, el sustrato comprende al menos un aromatizante. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, al menos 0,1, 1, 2 o 5 % en peso del al menos un saborizante. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, no más de 10, 5, 2 o 1 % en peso del al menos un saborizante. Opcionalmente, el sustrato comprende, sobre una base de peso seco, entre 0,1 y 10, 1 y 10, 2 y 10, 5 y 10, 0,1 y 5, 1 y 5, 2 y 5, 0,1 y 2, 1 y 2, 0,1 y 1 % en peso del al menos un saborizante. Puede ser particularmente preferible que el sustrato comprenda, sobre una base de peso seco, entre 0,1 y 5 % en peso del al menos un saborizante.

Opcionalmente, el al menos un saborizante está presente como un recubrimiento, por ejemplo un recubrimiento sobre uno o más componentes del sustrato formador de aerosol. Alternativamente, o además, el al menos un saborizante se distribuye esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol.

Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol comprende al menos un material orgánico como tabaco. Opcionalmente, el al menos un material orgánico comprende una o más de hoja de hierba, hoja de tabaco, fragmentos de nervaduras de tabaco, tabaco reconstituido, tabaco homogeneizado, tabaco extrudido y tabaco expandido. Opcionalmente, el al menos un material orgánico se distribuye esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol.

El sustrato puede comprender, sobre una base de peso seco, menos de 10, 5, 3, 2 o 1 % en peso de tabaco. Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol es un sustrato formador de aerosol libre de tabaco.

El sustrato tiene forma de un tubo que tiene un diámetro externo y un diámetro interno, el diámetro interno que está entre 2,5 mm y 19 mm

El sustrato formador de aerosol está preferentemente en forma de un tubo que tiene un diámetro externo, un diámetro interno y una longitud, en el que la longitud del tubo está entre 5 mm y 100 mm, el diámetro externo está entre 3 mm y 20 mm y el diámetro interno está entre 2,5 mm y 19 mm. La longitud del tubo puede estar entre 8 mm y 25 mm, el diámetro externo del tubo puede estar entre 6 mm y 8 mm, y el diámetro interno del tubo puede estar entre 5 mm y 7,9 mm.

Un elemento susceptor puede ubicarse dentro de la barra del sustrato formador de aerosol. El elemento susceptor puede ser un elemento susceptor alargado. El elemento susceptor puede extenderse longitudinalmente dentro de la barra del sustrato formador de aerosol, por ejemplo en contacto con una superficie interna del sustrato tubular generador de aerosol. La barra puede ser de forma esencialmente cilíndrica, por ejemplo, cilíndrica derecha. El elemento susceptor puede extenderse hasta un extremo corriente abajo de la barra del sustrato formador de aerosol. El elemento susceptor puede extenderse hasta un extremo corriente arriba de la barra del sustrato formador de aerosol. El elemento susceptor puede tener esencialmente la misma longitud que la barra del sustrato formador de aerosol. El elemento susceptor puede extenderse desde el extremo corriente arriba hasta el extremo corriente abajo de la barra del sustrato formador de aerosol. El elemento susceptor puede estar en forma de un pasador, una barra, una tira o una lámina. El elemento susceptor puede tener una longitud de entre 5 y 15, 6 y 12, u 8 y 10 milímetros. El elemento susceptor puede tener una anchura de entre 1 y 5 milímetros. El elemento susceptor puede tener un grosor de entre 0,01 y 2, 0,5 y 2, o 0,5 y 1 milímetros.

Alternativamente, puede que no haya materiales susceptores presentes en el sustrato formador de aerosol o en la barra del sustrato formador de aerosol.

Opcionalmente, algunas o cada una de las partículas conductoras térmicas pueden ser calentables inductivamente, por ejemplo a una temperatura de al menos 100, 150 o 200 grados centígrados. Opcionalmente, algunas o cada una de las partículas conductoras térmicas comprenden o consisten en uno o más materiales susceptores. Ventajosamente, esto puede permitir calentar inductivamente las partículas conductoras térmicas. Las partículas conductoras térmicas pueden comprender o ser el(los) único(s) material(es) susceptor(es) presente(s) en el sustrato formador de aerosol o en la barra del sustrato formador de aerosol. Es decir, puede que no haya elementos susceptores presentes en el sustrato formador de aerosol o en la barra del sustrato formador de aerosol excepto por las partículas conductoras térmicas o de carbono.

Los materiales susceptores adecuados incluyen, pero no se limitan a: carbono, materiales a base de carbono, grafeno, grafito, grafito expandido, molibdeno, carburo de silicio, aceros inoxidables, niobio, aluminio, níquel, compuestos que contienen níquel, titanio y compuestos de materiales metálicos. Los materiales susceptores adecuados pueden comprender un material ferromagnético, por ejemplo, hierro ferrítico, una aleación ferromagnética, tal como acero ferromagnético o acero inoxidable, partículas ferromagnéticas y ferrita. Un material susceptor adecuado puede ser, o comprender, aluminio. Un material susceptor comprende preferentemente más del 5 por ciento, preferentemente más del 20 por ciento, con mayor preferencia más del 50 por ciento o más del 90 por ciento de materiales ferromagnéticos o paramagnéticos. Los materiales susceptores preferidos pueden comprender un metal, aleación de metal o carbono.

Los materiales susceptores particularmente preferidos pueden ser, o comprender, carbono, materiales a base de carbono, grafeno, grafito o grafito expandido. Ventajosamente, tales materiales tienen conductividades térmicas relativamente altas, densidades relativamente bajas y pueden calentarse inductivamente.

Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol tiene una conductividad térmica de más de 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,75, 1, 1,25, 1,5, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, o 500 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados.

Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol tiene una densidad de no más de 1500, 1450, 1400, 1350, 1300, 1250, 1200, 1100, 1050, 1000, 950, 900, 850, 800, 850, 800, 750, 700, 650, o 600 kg/m3. Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol tiene una densidad de entre 600 y 1400, 800 y 1200, o 900 y 1100 kg/m3. Ventajosamente, la reducción de la densidad del sustrato puede reducir los costos de transporte del sustrato.

Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol tiene un contenido de humedad de entre 1 y 20, o 3 y 15 % en peso. Este contenido de humedad puede medirse después de 48 horas de equilibrio a 50 % de humedad relativa a 20 grados centígrados. Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol comprende entre 1 y 20, o 3 y 15 % en peso de agua. El contenido de humedad o agua del sustrato puede medirse mediante el uso de un método de titulación. El contenido de humedad o agua del sustrato puede medirse mediante el uso del método de Karl Fisher.

Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol se forma a partir de una lámina de material formador de aerosol que se enrolla para formar el segmento tubular. Por lo tanto, el segmento tubular hueco puede ser una lámina enrollada de material formador de aerosol, por ejemplo una lámina enrollada de material de tabaco homogeneizado o, por ejemplo, una lámina enrollada de material formador de aerosol libre de tabaco.

El sustrato formador de aerosol puede tener un grosor equivalente a una sola capa de la lámina de material formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede tener un grosor que es equivalente a dos o más capas de la lámina. La lámina de material formadora de aerosol puede tener un grosor de al menos 5, 10, 20, 50, 100, 150 o 200 micras. Opcionalmente, la lámina o tira puede tener un grosor de no más de 2000, 1000, 500, 400, 300 o 250 micras. Opcionalmente, la lámina puede tener un grosor de entre 100 y 350, o 150 y 300 micras.

Opcionalmente, la lámina de material formador de aerosol tiene un gramaje de al menos 20, 50 o 100 g/m2. Opcionalmente, la lámina o tira tiene un gramaje de no más de 300 g/m2. Opcionalmente, la lámina tiene un gramaje de entre 20 y 300, entre 50 y 250, o entre 100 y 250 g/m2.

Opcionalmente, la lámina tiene una densidad de al menos 0,1, 0,2, 0,3, o 0,5 g/m3. Opcionalmente, la lámina tiene una densidad de no más de 2, 1,5, 1,2 o 1 g/m3. Opcionalmente, la lámina tiene una densidad de entre 0,1 y 2, 0,2 y 2, 0,3 y 2, 0,3 y 1,5, o 0,3 y 1,2 g/m3.

El segmento tubular hueco puede ser un tubo extrudido de material formador de aerosol, por ejemplo, un tubo extrudido de material de tabaco homogeneizado o, por ejemplo, un tubo extrudido de material formador de aerosol libre de tabaco.

El artículo generador de aerosol puede estar en forma de una barra y puede comprender una pluralidad de componentes, que incluyen el sustrato formador de aerosol, ensamblado dentro de una envoltura o carcasa.

Opcionalmente, el artículo generador de aerosol comprende un tapón frontal. Opcionalmente, el artículo generador de aerosol comprende un primer tubo hueco, por ejemplo, un primer tubo hueco de acetato. Opcionalmente, el artículo generador de aerosol comprende un segundo tubo hueco, por ejemplo, un segundo tubo de acetato hueco. Opcionalmente, el segundo tubo hueco comprende uno o más orificios de ventilación. Opcionalmente, el artículo generador de aerosol comprende un filtro de tapón bucal. Opcionalmente, el artículo generador de aerosol comprende una envoltura, por ejemplo una envoltura de papel.

Opcionalmente, el tapón frontal se dispone en el extremo más corriente arriba del artículo. Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol se dispone corriente abajo del tapón frontal. Opcionalmente, el primer tubo hueco se dispone corriente abajo del sustrato formador de aerosol. Opcionalmente, el segundo tubo hueco se dispone corriente abajo del primer tubo hueco. Opcionalmente, el filtro de tapón de boca se dispone corriente abajo de uno o ambos del primer tubo hueco y el segundo tubo hueco. Opcionalmente, el filtro de tapón de boca se dispone en el extremo más corriente abajo del artículo. Opcionalmente, el extremo más corriente abajo del artículo, que puede denominarse extremo de boca del artículo, puede configurarse para su inserción en la boca de un usuario. Un usuario puede ser capaz de inhalar, por ejemplo, directamente en el extremo del lado de la boca del artículo.

Opcionalmente, el tapón frontal, el sustrato formador de aerosol tubular, uno o ambos del primer tubo hueco y el segundo tubo hueco, y el filtro de tapón bucal se circunscriben por una envoltura, por ejemplo, una envoltura de papel.

Opcionalmente, el tapón frontal tiene una longitud de entre 2 y 10, 3 y 8, o 4 y 6 mm, por ejemplo alrededor de 5 mm. Opcionalmente, el sustrato formador de aerosol tiene una longitud de entre 5 y 20, 8 y 15, o 10 y 15 mm, por ejemplo alrededor de 12 mm. Opcionalmente, el primer tubo hueco tiene una longitud de entre 2 y 20, 5 y 15, o 5 y 10 mm, por ejemplo alrededor de 8 mm. Opcionalmente, el segundo tubo hueco tiene una longitud de entre 2 y 20, 5 y 15, o 5 y 10 mm, por ejemplo alrededor de 8 mm. Opcionalmente, el filtro de tapón de boca tiene una longitud de entre 5 y 20, 8 y 15, o 10 y 15 mm, por ejemplo alrededor de 12 mm. Las longitudes de uno o más del tapón frontal, el sustrato formador de aerosol, el primer tubo hueco, el segundo tubo hueco y el filtro de tapón bucal pueden extenderse en una dirección longitudinal.

Uno o más del tapón frontal, el sustrato formador de aerosol, el primer tubo hueco, el segundo tubo hueco y el filtro de tapón bucal pueden ser de forma esencialmente cilíndrica, por ejemplo, cilíndrica derecha.

De conformidad con un aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema generador de aerosol.

El sistema puede comprender un artículo generador de aerosol y un dispositivo generador de aerosol eléctrico. El artículo puede ser un artículo como se describe anteriormente, por ejemplo, un artículo de conformidad con el tercer aspecto.

Opcionalmente, el dispositivo generador de aerosol eléctrico se configura para calentar resistivamente el artículo generador de aerosol en uso.

Opcionalmente, el dispositivo generador de aerosol eléctrico se configura para calentar inductivamente el artículo generador de aerosol, por ejemplo, el sustrato formador de aerosol del artículo generador de aerosol, durante el uso. De conformidad con la presente descripción, se proporciona un método para formar un sustrato formador de aerosol tubular hueco, por ejemplo, un sustrato para un artículo generador de aerosol como se describió anteriormente. El método puede comprender formar una suspensión que comprende una o más o todas las partículas conductoras térmicas, el formador de aerosol, las fibras y el aglutinante. El método puede comprender fundir y secar la suspensión para formar el sustrato formador de aerosol, o extruir la suspensión para formar el sustrato formador de aerosol, o fundir y secar la suspensión para formar un precursor tal como una lámina de material formador de aerosol y después formar el precursor en el sustrato formador de aerosol.

Opcionalmente, la suspensión contiene agua. Opcionalmente, la suspensión comprende entre 20 y 90, 30 y 90, 40 y 90, 40 y 85, 50 y 80, 60 y 80 o 60 y 75 % en peso de agua.

Opcionalmente, la suspensión comprende un ácido. Opcionalmente, el ácido comprende o consiste en uno o más de ácido fumárico, ácido láctico, ácido benzoico y ácido levulínico.

Opcionalmente, la suspensión comprende nicotina.

Opcionalmente, formar la suspensión comprende formar una primera mezcla. La primera mezcla puede comprender el formador de aerosol. La primera mezcla puede comprender las fibras. La primera mezcla puede comprender agua. La primera mezcla puede comprender el ácido. La primera mezcla puede comprender la nicotina. La formación de la suspensión puede comprender la formación de una segunda mezcla. La segunda mezcla puede comprender las partículas conductoras térmicas. La segunda mezcla puede comprender el aglutinante. La formación de la suspensión puede comprender añadir la segunda mezcla a la primera mezcla para formar una mezcla combinada.

Por lo tanto, la formación de la suspensión puede comprender:

formar una primera mezcla que comprende el formador de aerosol, las fibras, el agua, opcionalmente, el ácido y, opcionalmente, la nicotina;

formar una segunda mezcla que comprende las partículas conductoras térmicas y el aglutinante;

y añadir la segunda mezcla a la primera mezcla para formar una mezcla combinada.

La mezcla combinada puede formarse subsecuentemente en la suspensión, por ejemplo mediante la mezcla. Opcionalmente, formar la primera mezcla comprende proporcionar el formador de aerosol o una solución que comprende el formador de aerosol y la nicotina.

Opcionalmente, formar la primera mezcla comprende añadir el ácido al formador de aerosol o la solución que comprende el formador de aerosol y la nicotina para formar una primera premezcla.

Opcionalmente, formar la primera mezcla comprende añadir el agua al formador de aerosol o la solución que comprende el formador de aerosol y la nicotina, o a la primera premezcla, para formar una segunda premezcla. Opcionalmente, formar la primera mezcla comprende añadir las fibras a la segunda premezcla.

Opcionalmente, formar la segunda mezcla comprende mezclar las partículas conductoras térmicas y el aglutinante.

Opcionalmente, el método, por ejemplo la etapa de formación de la suspensión, comprende una primera mezcla de la mezcla combinada. Opcionalmente, la primera mezcla ocurre bajo una primera presión de no más de 500, 400, 300, 250 o 200 mbar. Opcionalmente, la primera mezcla ocurre durante entre 1 y 10, 2 y 8, o 3 y 6 minutos, por ejemplo durante alrededor de 4 minutos.

Opcionalmente, el método, por ejemplo la etapa de formación de la suspensión, comprende, después de la primera mezcla, una segunda mezcla. Opcionalmente, la segunda mezcla ocurre bajo una segunda presión que es menor que la primera presión. Opcionalmente, la segunda presión no es más de 500, 400, 300, 200, 150 o 100 mbar. Opcionalmente, la segunda mezcla ocurre durante entre 5 y 120, 5 y 80, 5 y 40, o 10 y 30 segundos, por ejemplo alrededor de 20 segundos.

Opcionalmente, la fundición de la suspensión comprende fundir la suspensión sobre un soporte plano, por ejemplo, un soporte plano de acero.

Opcionalmente, después de fundir la suspensión y antes de secar la suspensión, el método comprende establecer un grosor de la suspensión, por ejemplo establecer un grosor de la suspensión entre 100 y 1200, 200 y 1000, 300 y 900, 500 y 700 micras, por ejemplo alrededor de 600 micras.

Opcionalmente, secar la suspensión comprende proporcionar un flujo de un gas tal como aire sobre o más allá de la suspensión. Opcionalmente, el flujo de gas se calienta. Opcionalmente, el flujo de gas se calienta a una temperatura de entre 100 y 160, o 120 y 140 grados centígrados. Opcionalmente, el flujo de gas se proporciona durante entre 1 y 10 o 2 y 5 minutos. Opcionalmente, secar la suspensión comprende secar la suspensión hasta que la suspensión tenga un contenido de humedad de entre 1 y 20, 2 y 15, 2 y 10, o 3 y 7 % en peso.

Opcionalmente, el secado de la suspensión forma el precursor para formar el sustrato formador de aerosol, siendo el precursor una lámina de material formador de aerosol. Opcionalmente, el método comprende cortar la lámina de material formador de aerosol.

Una lámina de material formadora de aerosol puede formarse en el sustrato formador de aerosol enrollando la lámina del sustrato formador de aerosol en un tubo. Las paredes del tubo se forman por lo tanto a partir de la lámina de material formador de aerosol. La forma tubular puede mantenerse mediante el solapamiento de una porción de la lámina enrollada y la fijación de la porción solapada con un adhesivo tal como una goma. Las paredes del tubo formado al enrollar la lámina de material formador de aerosol pueden tener un grosor que es igual al grosor de la lámina de material formador de aerosol, es decir, el tubo puede formarse a partir de una sola capa de la lámina de material formador de aerosol. Sin embargo, las paredes del tubo pueden formarse a partir de múltiples capas de la lámina enrollada en la forma de un tubo. Una vez enrollado y asegurado, el tubo de material formador de aerosol puede cortarse en longitudes para formar segmentos tubulares de sustrato formador de aerosol.

Como se entenderá por el experto que haya leído esta descripción, las características descritas en la presente descripción en relación con un aspecto pueden aplicarse a cualquier otro aspecto.

Como se usa en la presente descripción, el término “sustrato formador de aerosol” puede referirse a un sustrato capaz de liberar un aerosol o compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Tales compuestos volátiles pueden liberarse mediante el calentamiento del sustrato formador de aerosol. Un sustrato formador de aerosol puede comprender un material formador de aerosol. Un sustrato formador de aerosol puede adsorberse, recubrirse, impregnarse o de cualquier otra manera cargarse en un portador o soporte. Un sustrato formador de aerosol puede convenientemente ser parte de un artículo generador de aerosol o de un artículo para fumar.

Como se usa en la presente descripción, el término “partículas conductoras térmicas” puede referirse a partículas que tienen una conductividad térmica mayor que 0,3, preferentemente 0,5, o con mayor preferencia 1 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados, por ejemplo en todas las direcciones a 25 grados centígrados. Las partículas pueden presentar conductividad térmica anisotrópica o isotrópica.

Como se usa en la presente descripción, el término “grafito expandido” puede referirse a un material a base de grafito, o un material que tiene una estructura similar al grafito. El grafito expandido puede tener capas de carbono (similares al grafito, por ejemplo) con una separación entre las capas de carbono mayor que la separación encontrada entre las capas de carbono en el grafito regular. El grafito expandido puede tener capas de carbono con elementos o compuestos intercalados en los espacios entre las capas de carbono.

Como se usa en la presente descripción, el término “tamaño de partícula” puede referirse a una dimensión única y puede usarse para caracterizar el tamaño de una partícula dada. La dimensión puede ser el diámetro de una partícula esférica que ocupa el mismo volumen que la partícula dada. Todos los tamaños de partículas y distribuciones de tamaño de partículas en la presente descripción pueden obtenerse mediante el uso de una técnica de difracción láser estándar. Los tamaños de partículas y las distribuciones de tamaño de partículas como se indica en la presente descripción pueden obtenerse mediante el uso de un sensor disponible comercialmente, por ejemplo, un sensor de difracción láser Sympatec HELOS.

Como se usa en la presente descripción, cuando no se especifique de cualquier otra manera, el término “densidad” puede usarse para referirse a la densidad verdadera. Por lo tanto, cuando no se especifique de cualquier otra manera, la densidad de un polvo o pluralidad de partículas puede referirse a la densidad verdadera del polvo o pluralidad de partículas (en lugar de la densidad aparente del polvo o pluralidad de partículas, que puede variar en gran medida en dependencia de cómo se maneje el polvo o pluralidad de partículas). La medición de la densidad verdadera puede realizarse mediante el uso de varios métodos estándar, estos métodos a menudo se basan en el principio de Arquímedes. El método más usado, cuando se usa para medir la densidad verdadera de un polvo, implica colocar el polvo dentro de un contenedor (un picnómetro) de volumen conocido y pesarlo. Después, el picnómetro se llena con un fluido de densidad conocida, en el que el polvo no es soluble. El volumen del polvo se determina por la diferencia entre el volumen que se muestra por el picnómetro y el volumen de líquido añadido (es decir, el volumen de aire desplazado).

Como se usa en la presente descripción, el término “artículo generador de aerosol” puede referirse a un artículo capaz de generar, o liberar, un aerosol, por ejemplo cuando se calienta.

Como se usa en la presente descripción, el término “longitudinal” puede referirse a una dirección que se extiende entre un extremo corriente abajo o proximal y un extremo corriente arriba o distal de un componente tal como un sustrato formador de aerosol o un artículo generador de aerosol.

Como se usa en la presente descripción, el término “transversal” puede referirse a una dirección perpendicular a la dirección longitudinal.

Como se usa en la presente descripción, el término “dispositivo generador de aerosol” puede referirse a un dispositivo para su uso con un artículo generador de aerosol para permitir la generación, o liberación, de un aerosol. Como se usa en la presente descripción, el término “lámina” puede referirse a un elemento laminar generalmente plano que tiene un ancho y una longitud que son esencialmente mayores que, por ejemplo, al menos 2, 3, 5, 10, 20 o 50 veces, su grosor.

Como se usa en la presente descripción, el término “formador de aerosol” puede referirse a cualquier compuesto o mezcla de compuestos conocidos adecuados que, durante el uso, facilitan la formación de un aerosol. El aerosol puede ser un aerosol denso y estable. El aerosol puede ser esencialmente resistente a la degradación térmica a la temperatura de operación del sustrato formador de aerosol o artículo generador de aerosol.

Como se usa en la presente descripción, el término “elemento de enfriamiento de aerosol” puede referirse a un componente de un artículo generador de aerosol ubicado corriente abajo del sustrato formador de aerosol de manera que, durante el uso, un aerosol formado por el sustrato o por compuestos volátiles liberados del sustrato formador de aerosol pasa a través de él y es enfriado por el elemento de enfriamiento de aerosol antes de ser inhalado por un usuario.

Como se usa en la presente descripción, el término “barra” puede referirse a un elemento generalmente cilíndrico, por ejemplo, cilíndrico derecho, de sección transversal esencialmente circular, ovalada o elíptica.

Como se usa en la presente descripción, el término “nivel de ventilación” puede referirse a una relación de volumen entre el flujo de aire admitido en un artículo generador de aerosol a través de la zona de ventilación (flujo de aire de ventilación) y la suma del flujo de aire de aerosol y el flujo de aire de ventilación. Cuanto mayor sea el nivel de ventilación, mayor será la dilución del flujo de aerosol que se suministra al consumidor.

Los ejemplos se describirán ahora con más detalle con referencia a las figuras en las que:

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal esquemática de una primera modalidad de un artículo generador de aerosol;

La Figura 2 muestra una vista en sección transversal esquemática de una primera modalidad de un sistema generador de aerosol, que comprende el artículo de la Figura 1;

La Figura 3 muestra una vista en sección transversal esquemática de una segunda modalidad de un sistema generador de aerosol, que comprende el artículo de la Figura 1; y

La Figura 4 muestra una vista en sección transversal esquemática de una tercera modalidad de un sistema generador de aerosol, que comprende el artículo de la Figura 1.

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal esquemática de un artículo generador de aerosol 10 ilustrativo de conformidad con una modalidad de la invención. El artículo generador de aerosol 10 se extiende desde un extremo corriente arriba o distal 18 hasta un extremo corriente abajo o proximal o extremo bucal 20 y tiene una longitud total de aproximadamente 45 milímetros y un diámetro de aproximadamente 7,2 mm.

El artículo generador de aerosol 10 comprende una pluralidad de elementos dispuestos coaxialmente y ensamblados dentro de una envoltura 70. La pluralidad de elementos que forman el artículo son, desde el extremo distal hasta el extremo proximal, un tapón frontal 46, un segmento tubular de sustrato formador de aerosol térmicamente mejorado 12, un filtro de flujo libre de tubo de cartón 34 y un filtro de boquilla 42. La envoltura 70 es un papel para cigarrillos.

El tapón delantero 46, también denominado elemento corriente arriba, se ubica inmediatamente corriente arriba del sustrato formador de aerosol tubular 12. El tapón delantero 46 se proporciona en forma de un tapón cilíndrico de acetato de celulosa. El tapón frontal 46 tiene un diámetro de aproximadamente 7,2 mm y una longitud de aproximadamente 5 milímetros. La RTD del tapón frontal 46 es de aproximadamente 30 milímetros H2O.

El segmento tubular del sustrato formador de aerosol 12 tiene un diámetro externo de aproximadamente 7,2 milímetros, un diámetro interno de aproximadamente 6,8 milímetros y una longitud de aproximadamente 12 milímetros. El sustrato formador de aerosol 12 se forma a partir de una lámina enrollada de material formador de aerosol, que comprende partículas conductoras térmicas 44. El sustrato formador de aerosol tubular 12 se configura para formar un aerosol cuando se calienta a una temperatura de entre 150 grados centígrados y 350 grados centígrados. A continuación se proporcionan algunos ejemplos específicos de composiciones de sustrato formadoras de aerosol adecuadas.

El tubo de cartón 34 tiene una longitud de 16 mm y proporciona un espacio libre dentro del artículo 10 dentro del cual los componentes volátiles generados por el calentamiento del sustrato formador de aerosol pueden enfriarse y formar un aerosol.

El elemento de boquilla 42 se proporciona en forma de un tapón cilíndrico de acetato de celulosa de baja densidad. El elemento de boquilla 42 tiene una longitud de aproximadamente 12 milímetros y un diámetro externo de aproximadamente 7,2 mm. La RTD del elemento de boquilla 42 es de aproximadamente 12 milímetros de H2O. Debe quedar claro que la configuración del artículo generador de aerosol 10 de la Figura 1 pretende servir solo como ejemplo. El sustrato formador de aerosol tubular, térmicamente mejorado 12 podría, por ejemplo, emplearse en un artículo generador de aerosol que es más largo, por ejemplo 80 mm de largo, y más delgado, por ejemplo 4,5 mm de diámetro.

En una modalidad específica de un artículo generador de aerosol como se ilustra en la Figura 1, el segmento tubular 12 del sustrato formador de aerosol comprende, sobre una base de peso seco, alrededor de 76,1 % en peso de partículas 44 conductoras térmicas. En esta modalidad, las partículas conductoras térmicas 44 son partículas de grafito, específicamente partículas de grafito FP 99,5 (>99,5 % de pureza) de Graphit Kropfmül GmbH, AMG Graphite Gk , aunque podrían usarse otras partículas o mezclas de partículas. Cada partícula conductor térmico tiene una conductividad térmica de alrededor de 6 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados. El sustrato formador de aerosol tubular 12 comprende, sobre una base de peso seco, alrededor de 17,7 % en peso de un formador de aerosol. En esta modalidad, el formador de aerosol es glicerol, específicamente glicerol ICOF Europe de grado alimenticio (>99,5 % de pureza).

El sustrato formador de aerosol tubular 12 comprende, sobre una base de peso seco, alrededor de 3,9 % en peso de fibras. En esta modalidad, las fibras son fibras de celulosa, específicamente fibras de celulosa de abedul de Stora Enso OYJ.

El sustrato formador de aerosol tubular 12 comprende, sobre una base de peso seco, alrededor de 2,3 % en peso de un aglutinante. En esta realización, el aglutinante es una goma guar, específicamente goma guar de Gumix International Inc.

El sustrato formador de aerosol tubular comprende aproximadamente 10 % en peso de agua, cuando se mide a 25 grados centígrados.

En otras modalidades, el sustrato formador de aerosol tubular 12 comprende además uno o más de nicotina, un ácido tal como ácido fumárico, una planta tal como clavo o romero, y un saborizante.

El sustrato formador de aerosol tubular 12 tiene una conductividad térmica de al menos 0,1 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados. El sustrato formador de aerosol 12 puede tener una conductividad térmica de 0,2, 0,5, 1, 1,5 o mayor W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados

Cada una de las partículas conductoras térmicas 44 tiene una forma esencialmente esférica. Las partículas conductoras térmicas 44 se distribuyen esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol. La distribución de tamaño de partícula tiene un tamaño de partícula D10 en volumen de alrededor de 6 micras, un tamaño de partícula D50 en volumen de alrededor de 20 micras y un tamaño de partícula D90 en volumen de alrededor de 56 micras. Cada una de las partículas conductoras térmicas 44 tiene un tamaño de partícula mayor que alrededor de 1 micras y menor que alrededor de 300 micras.

Las partículas conductoras térmicas 44 tienen una densidad de alrededor de 2200 kilogramos por metro cúbico. El sustrato formador de aerosol tiene una densidad de alrededor de 800 kilogramos por metro cúbico.

El sustrato formador de aerosol se forma mediante el proceso que se expone más abajo.

Se forma una suspensión mediante el uso de un dispersor de laboratorio capaz de mezclar líquidos viscosos, dispersar polvos a través de líquidos y eliminar el gas de una mezcla (por ejemplo, aplicando un vacío u otra presión adecuadamente baja). En esta modalidad, se usó un dispersor de laboratorio disponible comercialmente de PC Laborsystem.

Para formar la suspensión, se forma una primera mezcla mediante la adición al dispersor de lámina de alrededor de 7.11 gramos del formador de aerosol, después alrededor de 157,5 gramos de agua, después alrededor de 1,57 gramos de fibras. Después, estos primeros ingredientes se mezclan a 25 grados centígrados durante 5 minutos a 600-700 rpm para garantizar una mezcla homogénea y para hidratar las fibras. Después, se forma una segunda mezcla mediante la mezcla manual de alrededor de 32,95 gramos de las partículas conductoras térmicas y alrededor de 0,92 gramos del aglutinante. Esta mezcla de la segunda mezcla evita la formación de grumos en la dispersión del laboratorio. Después, la segunda mezcla se añade a la primera mezcla para formar una mezcla combinada. Después, la mezcla combinada se mezcla a 5000 rpm durante 4 minutos a 25 grados centígrados y una primera presión reducida de alrededor de 200 mbar. La presión reducida puede ayudar a garantizar que las partículas conductoras térmicas se dispersen homogéneamente en la mezcla y que haya poco aire atrapado y pocos grumos en la mezcla combinada. Después, la mezcla combinada se mezcla a 5000 rpm durante 20 segundos minutos a 25 grados centígrados y una segunda presión reducida de alrededor de 100 mbar. Esta segunda presión reducida puede ayudar a eliminar cualquier burbuja de aire restante. Esto forma una suspensión para el moldeo.

Después, la suspensión se funde y se seca mediante el uso de un aparato adecuado. En esta modalidad, se usa un aparato Labcoater Mathis disponible comercialmente. Este aparato incluye un soporte plano de acero inoxidable y una cuchilla de coma para ajustar el grosor de la suspensión fundida sobre el soporte plano.

La suspensión se vierte sobre el soporte plano y un espacio entre la cuchilla de coma y el soporte plano se establece en 0,6 milímetros. Esto asegura que el grosor de la suspensión no sea superior a 0,6 milímetros en ningún punto dado.

Después, la suspensión se seca con aire caliente entre 120 y 140 grados centígrados durante entre 2 y 5 minutos. Después de este secado, se forma una lámina del sustrato formador de aerosol. Esta lámina tiene un grosor de alrededor de 300 micras, un gramaje de alrededor de 250 gramos por metro cuadrado y una densidad de alrededor de 0,79 kilogramos por metro cúbico.

Después, la lámina se enrolla para formar un tubo. El adhesivo se aplica a una porción superpuesta de la lámina enrollada para fijar la lámina en forma de tubo y el tubo se corta después en longitudes de 12 mm para formar el sustrato formador de aerosol tubular 12.

Después de formar el sustrato formador de aerosol tubular 12, el artículo generador de aerosol 10 se ensambla al colocar los diversos componentes del artículo 10 y envolver los componentes en la envoltura 70.

Otras modalidades pueden tener la misma estructura como se describió anteriormente, pero tienen un sustrato formador de aerosol de una composición diferente. Por ejemplo, en una modalidad adicional, el material formador de aerosol comprende un tubo de tabaco homogeneizado térmicamente mejorado que comprende partículas conductoras térmicas 44. Las partículas conductoras térmicas 44 son partículas de carbono, específicamente partículas de grafito expandido, que tienen una distribución de tamaño de partícula con un tamaño de partícula D10 de 6,6 micras, un tamaño de partícula D50 de 20 micras y un tamaño de partícula D90 de 56 micras. Cada una de las partículas de grafito expandido tiene un tamaño de partícula mayor de 2 micras y menor de 100 micras. Las partículas de grafito expandido tienen un tamaño de partícula medio en volumen de alrededor de 35 micras. Cada una de las partículas de grafito expandido es de forma esencialmente esférica. Las partículas de grafito expandido tienen una densidad de menos de 1000 kilogramos por metro cúbico. El sustrato formador de aerosol, que incluye el material formador de aerosol y las partículas conductoras térmicas 44, tiene una densidad combinada de alrededor de 760 kilogramos por metro cúbico. Las partículas de grafito expandido constituyen aproximadamente el 5 % del sustrato formador de aerosol en peso.

El tubo 12 del sustrato formador de aerosol se forma mediante un proceso que incluye las siguientes etapas:

• premezclar un aglutinante, goma guar, con un formador de aerosol, glicerina, para formar una primera premezcla;

• premezclar material de tabaco finamente picado y un polvo que consiste en las partículas de grafito expandido 44 y que tiene una densidad aparente de alrededor de 0,065 gramos por centímetro cúbico, para formar una segunda premezcla;

• mezclar la primera y segunda premezclas con agua para formar una suspensión;

• homogeneizar la suspensión mediante el uso de un mezclador de alto cizallamiento;

• verter la suspensión sobre una cinta transportadora;

• controlar el grosor de la suspensión y secarla para formar una lámina de sustrato formador de aerosol; y

• enrollar la lámina de sustrato formador de aerosol en un tubo y cortar el tubo para formar segmentos tubulares de sustrato formador de aerosol.

Los sustratos formadores de aerosol formados con composiciones que incluyen partículas conductoras de conformidad con la presente invención han demostrado un suministro de aerosol mejorado en comparación con sustratos de referencia sin partículas conductoras térmicas.

La Figura 2 muestra una vista en sección transversal esquemática de una primera modalidad de un sistema generador de aerosol 100. El sistema 100 comprende un dispositivo generador de aerosol 102 y el artículo generador de aerosol 10 de la Figura 1.

El dispositivo generador de aerosol 102 comprende una batería 104, un controlador 106, una lámina de calentamiento 108 acoplada a la batería, y un mecanismo de detección de bocanadas (no mostrado). El controlador 106 se acopla a la batería 104, la lámina de calentamiento 108 y el mecanismo de detección de bocanadas.

El dispositivo generador de aerosol 102 comprende además un alojamiento 110 que define una cavidad esencialmente cilíndrica para recibir una parte del artículo 10. La lámina de calentamiento 108 se coloca centralmente dentro de la cavidad y se extiende longitudinalmente desde una base de la cavidad.

En esta modalidad, la lámina de calentamiento 108 comprende un sustrato y una pista eléctricamente resistiva ubicada en el sustrato. La batería 104 se acopla a la lámina de calentamiento 108 para poder pasar una corriente a través de la pista eléctricamente resistiva y calentar la pista eléctricamente resistiva y la lámina de calentamiento 108 a una temperatura operativa.

Durante el uso, un usuario inserta el artículo 10 en la cavidad, lo que hace que la lámina de calentamiento 108 penetre en el elemento corriente arriba 46 y se extienda hacia el interior del orificio o cavidad del sustrato formador de aerosol 12 del artículo 10. La Figura 3 muestra el artículo 10 insertado en la cavidad del dispositivo 102, y la lámina de calentamiento que se extiende hacia el orificio interno del sustrato formador de aerosol tubular.

Después, el usuario da una calada en el extremo corriente abajo del artículo 10. Esto hace que el aire fluya a través de una entrada de aire (no mostrada) del dispositivo 102, luego a través del artículo 10, desde el extremo corriente arriba 18 hasta el extremo corriente abajo 20, y hacia la boca del usuario.

El usuario que toma una bocanada del artículo 10 hace que el aire fluya a través de la entrada de aire del dispositivo. El mecanismo de detección de bocanadas detecta que la velocidad de flujo de aire a través de la entrada de aire ha aumentado a una velocidad de flujo umbral mayor que cero. El mecanismo de detección de bocanadas envía una señal al controlador 106 en consecuencia. El controlador 106 controla entonces la batería 104 para pasar una corriente a través de la pista eléctricamente resistiva y calentar la lámina de calentamiento 108. Esto calienta el sustrato formador de aerosol tubular.

Las partículas conductoras térmicas 44 tienen una conductividad térmica significativamente mayor que el material formador de aerosol circundante. Como tal, estas partículas pueden actuar como puntos calientes locales y proporcionar una temperatura más uniforme en todo el sustrato formador de aerosol, particularmente en una dirección radial desde la lámina de calentamiento 108 donde, con sustratos de la técnica anterior, habría un gradiente de temperatura significativo. Además, debido a que el sustrato formador de aerosol tiene forma de tubo, la temperatura se iguala relativamente rápido entre la superficie interna del tubo y la superficie externa del tubo. La combinación de una estructura tubular para el sustrato formador de aerosol y la presencia de partículas conductoras térmicas en el sustrato formador de aerosol permite que una mayor proporción del sustrato formador de aerosol alcance rápidamente una temperatura suficientemente alta para liberar compuestos volátiles, y por lo tanto permite una mayor eficiencia de uso del sustrato formador de aerosol.

El calentamiento del sustrato formador de aerosol hace que el sustrato formador de aerosol libere compuestos volátiles. Estos compuestos son arrastrados por el aire que fluye desde el extremo corriente arriba 18 del artículo 10 hacia el extremo corriente abajo 20 del artículo 10. Los compuestos se enfrían y condensan para formar un aerosol a medida que pasan a través del tubo de cartón 34. El aerosol pasa después a través del elemento de boquilla 42, que puede filtrar partículas no deseadas arrastradas en el flujo de aire, y hacia la boca del usuario.

Cuando el usuario deja de inhalar por el artículo 10, la velocidad de flujo de aire a través de la entrada de aire del dispositivo disminuye a menos que el umbral de flujo distinto de cero. Esto se detecta mediante el mecanismo de detección de bocanadas. El mecanismo de detección de bocanadas envía una señal al controlador 106 en consecuencia. El controlador 106 controla entonces la batería 104 para reducir la corriente que pasa a través de la pista eléctricamente resistiva a cero.

Después de varias bocanadas del artículo 10, el usuario puede optar por reemplazar el artículo 10 con un artículo nuevo.

La Figura 3 muestra una vista en sección transversal esquemática de una segunda modalidad de un sistema generador de aerosol 300. El sistema 300 comprende un dispositivo generador de aerosol 302 y el artículo generador de aerosol 10 de la Figura 1.

El dispositivo generador de aerosol 302 comprende una batería 304, un controlador 306, un calentador de resistencia externa 308 y un mecanismo de detección de bocanadas (no mostrado). El controlador 306 se acopla a la batería 304, el calentador de resistencia 308 y el mecanismo de detección de bocanadas.

El dispositivo generador de aerosol 302 comprende además un alojamiento 310 que define una cavidad esencialmente cilíndrica para recibir una parte del artículo 10. El calentador externo 208 se ubica en una superficie interna de la cavidad.

El uso del sistema es similar al descrito anteriormente en relación con el sistema de la Figura 2, con la diferencia de que el sustrato formador de aerosol tubular 12 se calienta desde el exterior en lugar de por un calentador ubicado en una porción interna del sustrato formador de aerosol.

La Figura 4 muestra una vista en sección transversal esquemática de una tercera modalidad de un sistema generador de aerosol 400. El sistema 400 comprende un dispositivo generador de aerosol 402 y el artículo generador de aerosol 10 de la Figura 1.

El dispositivo generador de aerosol 402 comprende una batería 404, un controlador 406, una bobina inductor 408 y un mecanismo de detección de bocanadas (no mostrado). El controlador 406 se acopla a la batería 404, la bobina inductor 408 y el mecanismo de detección de bocanadas.

El dispositivo generador de aerosol 402 comprende además un alojamiento 410 que define una cavidad esencialmente cilíndrica para recibir una parte del artículo 10. La bobina inductor 408 se enrolla alrededor de la cavidad.

La batería 404 se acopla a la bobina inductor 408 para poder pasar una corriente alterna a través de la bobina inductor 408.

Durante el uso, un usuario inserta el artículo 10 en la cavidad. La Figura 4 muestra el artículo 10 insertado en la cavidad del dispositivo 402. El flujo de aire se detecta y el dispositivo se acciona como se describió anteriormente en relación con el sistema de la Figura 1. Cuando se detecta una bocanada, el controlador 406 controla la batería 404 para pasar una corriente alterna a través de la bobina inductor 408. Esto hace que la bobina inductora 408 genere un campo electromagnético fluctuante. El sustrato formador de aerosol 12 se localiza dentro de este campo electromagnético fluctuante. Los materiales de las partículas 44, por ejemplo grafito o grafito expandido, son materiales susceptores. Por lo tanto, el campo electromagnético fluctuante provoca corrientes parásitas en las partículas 44. Esto hace que las partículas 44 se calienten, de esta manera también se calienta el material formador de aerosol del sustrato formador de aerosol.

A los efectos de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, excepto cuando se indique de cualquier otra manera, todos los números que expresan cantidades, cifras, porcentajes, etc., deben entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Además, todos los intervalos incluyen los puntos máximo y mínimo descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio en los mismos, que puede enumerarse o no específicamente en la presente descripción. En este contexto, por lo tanto, un número A se entiende como A ± 10 % de A. Dentro de este contexto, puede considerarse que un número A incluye valores numéricos que están dentro del error estándar general para la medición de la propiedad que el número A modifica. El número A, en algunos casos como se usa en las reivindicaciones adjuntas, puede desviarse en los porcentajes enumerados anteriormente siempre y cuando la cantidad en la cual se desvía A no afecte materialmente la(s) característica(s) básica(s) y novedosa(s) de la invención reivindicada. Además, todos los intervalos incluyen los puntos máximo y mínimo descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio en los mismos, que puede enumerarse o no específicamente en la presente descripción.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un artículo generador de aerosol (10) para producir un aerosol inhalable al calentarse, el artículo generador de aerosol que comprende una pluralidad de componentes que incluyen un sustrato formador de aerosol (12), en donde:

el sustrato formador de aerosol tiene forma de un segmento tubular hueco que define una cavidad de sustrato que se extiende entre un extremo corriente arriba (18) del sustrato formador de aerosol y un extremo corriente abajo (20) del sustrato formador de aerosol,

el sustrato formador de aerosol comprende una pluralidad de partículas conductoras térmicas (44) y un formador de aerosol,

cada una de la pluralidad de partículas conductoras térmicas tiene una conductividad térmica mayor que 0,3 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados, y

el sustrato tiene forma de un tubo que tiene un diámetro externo y un diámetro interno, el diámetro interno que está entre 2,5 mm y 19 mm.

2. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con la reivindicación 1 en el que el sustrato formador de aerosol (12) comprende, sobre una base de peso seco: entre 5 y 95 % en peso, por ejemplo entre 10 y 90 % en peso, de partículas conductoras térmicas (44), cada partícula conductor térmico de las partículas conductoras térmicas tiene una conductividad térmica de al menos 1 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados.

3. Un artículo generador de aerosol (10) según la reivindicación 1 o 2, en el que el sustrato formador de aerosol (12) tiene una conductividad térmica de al menos 0,12 W/(mK) en al menos una dirección a 25 °C.

4. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior en cada una de las partículas conductoras térmicas (44) consiste en uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón, y diamante.

5. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior en el que el sustrato formador de aerosol (12) comprende, sobre una base de peso seco: entre 10 y 90 % en peso de partículas conductoras térmicas (44); entre 7 y 60 % en peso de un formador de aerosol; entre 2 y 20 % en peso de fibras; y entre 2 y 10 % en peso de un aglutinante, en donde cada una de las partículas conductoras térmicas consiste en uno o más de grafito, grafito expandido, grafeno, nanotubos de carbono, carbón y diamante.

6. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde las partículas conductoras térmicas (44) se distribuyen esencialmente de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol (12).

7. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el sustrato formador de aerosol (12) comprende uno o más materiales orgánicos tales como tabaco.

8. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el sustrato formador de aerosol (12) es un sustrato formador de aerosol libre de tabaco.

9. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior en el que una longitud del tubo está entre 5 mm y 100 mm, y el diámetro externo está entre 3 mm y 20 mm.

10. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con la reivindicación 9 en el que la longitud del tubo está entre 8 mm y 25 mm, el diámetro externo del tubo está entre 6 mm y 8 mm, y el diámetro interno del tubo está entre 5 mm y 7,9 mm.

11. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquier reivindicación anterior en el que el segmento tubular hueco es una lámina enrollada de material formador de aerosol, por ejemplo una lámina enrollada de material de tabaco homogeneizado o, por ejemplo, una lámina enrollada de material formador de aerosol libre de tabaco.

12. Un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en el que el segmento tubular hueco es un tubo extrudido de material formador de aerosol, por ejemplo, un tubo extrudido de material de tabaco homogeneizado o, por ejemplo, un tubo extrudido de material formador de aerosol libre de tabaco.

13. Un método para formar un sustrato formador de aerosol tubular hueco (12) para un artículo generador de aerosol (10), por ejemplo, un artículo generador de aerosol como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, el método que comprende:

formar una suspensión que comprende partículas conductoras térmicas (44), un formador de aerosol, fibras y un aglutinante, cada una de las partículas conductoras térmicas tiene una conductividad térmica mayor que 0,3 W/(mK) en al menos una dirección a 25 grados centígrados;

moldear y secar la suspensión para formar una lámina de material formador de aerosol, y

formar la lámina en un tubo hueco, el tubo hueco que tiene un diámetro externo y un diámetro interno, el diámetro interno que está entre 2,5 mm y 19 mm.

14. Un método de conformidad con la reivindicación 13, en donde formar la suspensión comprende:

formar una primera mezcla que comprende:

el formador de aerosol;

las fibras;

agua;

opcionalmente, un ácido; y

opcionalmente, nicotina,

formar una segunda mezcla que comprende:

las partículas conductoras térmicas (44); y

el aglutinante,

15. Un sistema generador de aerosol (100) que comprende un artículo generador de aerosol (10) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y un dispositivo generador de aerosol eléctrico (102), preferentemente en donde el dispositivo generador de aerosol eléctrico se configura para calentar resistivamente el artículo generador de aerosol durante el uso, o en donde el dispositivo generador de aerosol eléctrico se configura para calentar inductivamente el artículo generador de aerosol, por ejemplo, el sustrato formador de aerosol (12) del artículo generador de aerosol, durante el uso.