RU2771769C2

RU2771769C2 - Aerosol-generating article containing an aerosol-cooling element

Info

Publication number: RU2771769C2
Application number: RU2020126716A
Authority: RU
Inventors: Мигель Лерено САНТОС ВЭЙЛ
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2022-05-11

Abstract

FIELD: smoking devices.

SUBSTANCE: invention relates to the tobacco industry, namely to an article and a method for manufacturing an aerosol-generating article. The aerosol-generating article comprises an aerosol-cooling element. The aerosol-cooling element comprises an extruded part. The extruded part has a length. The extruded part comprises an outer surface forming a cross-sectional perimeter perpendicular to the length of the extruded part. The extruded part comprises an inner surface forming one or more passages along the length of the extruded part. The inner surface or the outer surface or both the inner surface and the outer surface comprise surface irregularities. Also disclosed are a method for manufacturing the aerosol-cooling element and a method for manufacturing the aerosol-generating article.

EFFECT: increase in the heat transfer due to the increase in the surface area of the aerosol-cooling element.

15 cl, 10 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему элемент, охлаждающий аэрозоль, и к способам получения изделия, охлаждающего аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к экструдированному элементу, охлаждающему аэрозоль, и к способам экструдирования элемента, охлаждающего аэрозоль. The present invention relates to an aerosol generating article comprising an aerosol cooling element and methods for producing an aerosol cooling article. In particular, the present invention relates to an extruded aerosol cooling element and methods for extruding an aerosol cooling element.

В данной области техники известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, такой как табакосодержащий субстрат, нагревают, а не сжигают. Как правило, в таких нагреваемых изделиях аэрозоль генерируется посредством передачи тепла от источника тепла к физически отдельному субстрату, генерирующему аэрозоль, или материалу, который может быть расположен в контакте с источником тепла, внутри, вокруг него или дальше по ходу потока относительно него. Во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, летучие соединения высвобождаются из субстрата, генерирующего аэрозоль, посредством передачи тепла от источника тепла и захватываются воздухом, втягиваемым через изделие, генерирующее аэрозоль. По мере охлаждения высвобождаемых соединений они конденсируются с образованием аэрозоля.Aerosol-generating articles are known in the art in which the aerosol-generating substrate, such as a tobacco-containing substrate, is heated rather than burned. Typically, in such heated articles, the aerosol is generated by transferring heat from the heat source to a physically separate aerosol generating substrate or material that may be located in contact with, within, around, or downstream of the heat source. During use of the aerosol-generating article, volatile compounds are released from the aerosol-generating substrate through heat transfer from the heat source and are entrained in air drawn through the aerosol-generating article. As the released compounds cool, they condense to form an aerosol.

Изделия, генерирующие аэрозоль, могут содержать множество элементов, собранных в виде стержня. Эти элементы могут включать субстрат, образующий аэрозоль, и элемент, охлаждающий аэрозоль, расположенный дальше по ходу потока относительно субстрата, образующего аэрозоль.Aerosol generating articles may comprise a plurality of elements assembled into a rod. These elements may include an aerosol generating substrate and an aerosol cooling element located downstream of the aerosol generating substrate.

Элементы, охлаждающие аэрозоль, могут содержать проходы, через которые перемещается аэрозоль, цель которых заключается в поддержании подходящей температуры аэрозоля.The aerosol cooling elements may include passages through which the aerosol moves, the purpose of which is to maintain a suitable temperature of the aerosol.

Изготовление элементов, охлаждающих аэрозоль, может предусматривать формование исходного материала в фольгу или полотно. Фольга или полотно затем может быть гофрировано, термин «гофрированный» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров. Гофрированная фольга затем может быть согнута посредством сжатия через раструб с обеспечением непрерывного стержня, имеющего диаметр, подобный диаметру конечного трубчатого стержня или меньше. Непрерывный стержень затем может быть обернут в оберточную бумагу. Клей может быть нанесен на одну кромку оберточной бумаги так, чтобы он мог быть замкнут вокруг непрерывного стержня. Обернутый непрерывный стержень затем может быть сжат в конечную необходимую форму при нагреве для высушивания или отверждения наносимого клея. Обернутый непрерывный стержень затем может быть разрезан на отдельные стержни меньшей длины с получением компонентов охлаждающего элемента для использования в конечных изделиях, генерирующих аэрозоль. Такой элемент имеет большую площадь внутренней поверхности из сложенного гофрированного листа.The manufacture of aerosol cooling elements may involve forming the starting material into a foil or web. The foil or web may then be corrugated, the term "corrugated" meaning a sheet having a plurality of substantially parallel pleats or corrugations. The corrugated foil can then be folded by compression through the bell to provide a continuous rod having a diameter similar to or less than that of the final tubular rod. The continuous rod can then be wrapped in wrapping paper. The adhesive may be applied to one edge of the wrapping paper so that it can be closed around a continuous rod. The wrapped continuous rod can then be compressed into the final desired shape by heating to dry or cure the adhesive to be applied. The wrapped continuous rod can then be cut into individual shorter length rods to form cooling element components for use in aerosol generating end products. Such an element has a large internal surface area of the folded corrugated sheet.

Изготовление изделий, генерирующих аэрозоль, содержащих элементы, охлаждающие аэрозоль, как описано выше, может представлять несколько проблем во время производства и в готовом изделии, генерирующем аэрозоль, часто из-за высокого механического сопротивления сжатию используемых материалов. Это может затруднить достижение постоянного профиля элемента, охлаждающего аэрозоль. Кроме того, в некоторых процессах клей может быть неспособным удерживать оберточную бумагу достаточно замкнутой вокруг стержня. Другая проблема может заключаться в неспособности управлять диаметром из-за расширения оберточной бумаги с течением времени. Еще одна проблема может заключаться в неспособности управлять весом из-за изменения фольги или полотна, используемых в производстве таких элементов, охлаждающих аэрозоль.The manufacture of aerosol generating articles containing aerosol cooling elements as described above can present several problems during manufacture and in the finished aerosol generating article, often due to the high mechanical resistance to compression of the materials used. This can make it difficult to achieve a consistent profile of the aerosol cooling element. Also, in some processes, the adhesive may not be able to keep the wrapping paper sufficiently closed around the rod. Another problem may be the inability to control the diameter due to the expansion of the wrapping paper over time. Another problem may be the inability to control the weight due to changes in the foil or web used in the manufacture of such aerosol cooling elements.

Следовательно, может быть желательно предоставить альтернативный способ изготовления элементов, охлаждающих аэрозоль, которые сводят к минимуму вышеуказанные проблемы.Therefore, it may be desirable to provide an alternative method of manufacturing aerosol cooling elements that minimize the above problems.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее элемент, охлаждающий аэрозоль, при этом элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит экструдированную часть (экструдированный элемент); экструдированная часть имеет длину, и экструдированная часть содержит: внешнюю поверхность, образующую периметр поперечного сечения, перпендикулярную длине экструдированной части, и внутреннюю поверхность, образующую один или более проходов по длине экструдированной части; при этом внутренняя поверхность или внешняя поверхность или как внутренняя поверхность, так и внешняя поверхность содержат неровности поверхности.According to one aspect of the present invention, there is provided an aerosol generating article comprising an aerosol cooling element, the aerosol cooling element comprising an extruded portion (extruded element); the extruded portion has a length, and the extruded portion comprises: an outer surface defining a perimeter of the cross section perpendicular to the length of the extruded portion, and an inner surface forming one or more passages along the length of the extruded portion; wherein the inner surface or the outer surface or both the inner surface and the outer surface contain surface irregularities.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления элемента, охлаждающего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, при этом способ включает: предоставление материала; экструдирование материала через фильеру с образованием непрерывной экструдированной структуры, содержащей внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность материала, при этом внутренняя поверхность образует один или более проходов внутри непрерывной экструдированной структуры и внешнюю поверхность, образующую периметр поперечного сечения непрерывной экструдированной структуры; обеспечение неровностей поверхности на внешней поверхности или внутренней поверхности или как внешней поверхности, так и внутренней поверхности; и разрезание непрерывной экструдированной структуры с образованием элемента, охлаждающего аэрозоль.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an aerosol cooling element, an aerosol generating article, the method comprising: providing a material; extruding the material through a die to form a continuous extruded structure comprising an inner surface and an outer surface of the material, the inner surface defining one or more passages within the continuous extruded structure and an outer surface defining a cross-sectional perimeter of the continuous extruded structure; providing surface irregularities on the outer surface or the inner surface, or both the outer surface and the inner surface; and cutting the continuous extruded structure to form an aerosol cooling element.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления изделия, генерирующего аэрозоль, включающий: образование элемента, охлаждающего аэрозоль, согласно вышеуказанным аспектам настоящего изобретения и включение (внедрение) элемента, охлаждающего аэрозоль, в изделие, генерирующее аэрозоль.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an aerosol generating article, comprising: forming an aerosol cooling element according to the above aspects of the present invention and incorporating (incorporating) an aerosol cooling element into an aerosol generating article.

В дополнительном аспекте предлагается элемент, охлаждающий аэрозоль, как описано в контексте настоящего документа, для использования в изделии, генерирующем аэрозоль.In a further aspect, an aerosol cooling element, as described herein, for use in an aerosol generating article is provided.

В дополнительном аспекте предлагается использование элемента, охлаждающего аэрозоль, как описано в контексте настоящего документа, в изделии, генерирующем аэрозоль.In a further aspect, the use of an aerosol cooling element as described herein in an aerosol generating article is provided.

Посредством образования элемента, охлаждающего аэрозоль, в виде непрерывной экструдированной структуры с помощью процесса экструзии возможно избежать этапов сжатия и обертывания, относящихся к процессам из уровня техники. Экструдированный элемент, охлаждающий аэрозоль, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения может сохранять свою форму без необходимости в бумаге или другой обертке, и это помогает избежать проблем, связанных с недостатком клея. Более того, процесс экструзии может привести в результате к образованию элементов, охлаждающих аэрозоль, имеющих четко определенное и постоянное поперечное сечение или профиль, а также по существу постоянное распределение веса по длине элементов. Поскольку варианты осуществления настоящего изобретения не содержат сжимаемого листа, исключаются внутренние напряжения, которые могут вызывать расширение элемента, охлаждающего аэрозоль. Экструзия обеспечивает также по существу постоянный и управляемый наружный диаметр для элементов, охлаждающих аэрозоль, и отсутствует необходимость в клее. Более того, поскольку варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают одностадийный процесс для образования элементов, охлаждающих аэрозоль, и требуют только одного материала, существует улучшенная легкость и экономичность изготовления. By forming the aerosol cooling member as a continuous extruded structure by the extrusion process, it is possible to avoid the compression and wrapping steps of prior art processes. The extruded cooling spray member according to the embodiments of the present invention can retain its shape without the need for paper or other wrapping, and this helps to avoid the problem of lack of adhesive. Moreover, the extrusion process can result in aerosol cooling elements having a well-defined and constant cross-section or profile, as well as a substantially constant weight distribution along the length of the elements. Because the embodiments of the present invention do not include a compressible sheet, internal stresses that could cause expansion of the aerosol cooling member are avoided. The extrusion also provides a substantially constant and controllable outside diameter for the aerosol cooling elements and no adhesive is needed. Moreover, since the embodiments of the present invention provide a one-step process for forming the aerosol cooling elements and require only one material, there is improved ease and economy of manufacture.

Любые ссылки, приведенные ниже в отношении предпочтительных признаков или аспектов, следует рассматривать как применимые ко всем аспектам настоящего изобретения.Any references below in relation to preferred features or aspects should be considered as applicable to all aspects of the present invention.

В контексте настоящего документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» может относиться к изделию, генерирующему аэрозоль, для получения аэрозоля, содержащему субстрат, генерирующий аэрозоль. Термин «изделие, генерирующее аэрозоль» охватывает изделия, которые предназначены для нагрева с целью высвобождения летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль, необязательно термин «изделие, генерирующее аэрозоль» также может охватывать изделия, которые предназначены для сжигания с целью высвобождения летучих соединений. In the context of this document, the term "aerosol generating article" may refer to an aerosol generating article for producing an aerosol containing an aerosol generating substrate. The term "aerosol generating article" covers articles that are designed to be heated to release volatile compounds that can form an aerosol, optionally, the term "aerosol generating article" can also cover articles that are designed to be burned to release volatile compounds.

В контексте настоящего документа термин «субстрат, генерирующий аэрозоль» может относиться к субстрату, способному высвобождать при нагреве летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоль, генерируемый из субстратов, генерирующих аэрозоль, изделий, генерирующих аэрозоль, описанных в контексте настоящего документа, может быть видимым или невидимым и может содержать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, находящихся в газообразном состоянии, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.In the context of this document, the term "aerosol generating substrate" may refer to a substrate capable of releasing volatile compounds when heated, which can form an aerosol. The aerosol generated from the aerosol generating substrates, aerosol generating articles described herein may be visible or invisible and may contain vapors (e.g., fine particles of substances in the gaseous state, which at room temperature are usually liquid or solid ), as well as gases and liquid droplets of condensed vapors.

В контексте настоящего документа термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» могут описывать относительные положения элементов или частей элементов изделия, генерирующего аэрозоль, по отношению к направлению, в котором аэрозоль транспортируется во время использования через изделие, генерирующее аэрозоль.As used herein, the terms "upstream" and "downstream" can describe the relative positions of elements or parts of elements of an aerosol generating article with respect to the direction in which the aerosol is transported during use through the aerosol generating article.

В контексте настоящего документа термин «стержень» используется для обозначения обычно цилиндрического элемента с по существу круглым, овальным или эллиптическим поперечным сечением.In the context of this document, the term "rod" is used to refer to a generally cylindrical element with a substantially circular, oval or elliptical cross section.

В контексте настоящего документа термин «экструдированный» может относиться к части, которая была образована посредством по меньшей мере частичного плавления материала посредством процесса нагрева и затем экструдирования по меньшей мере частично расплавленного материала через фильеру с образованием экструдированной части. Экструдированная часть может отличаться от неэкструдированной части характерными признаками, такими как продольные полоски и/или по существу постоянное поперечное сечение вдоль продольной протяженности части.As used herein, the term "extruded" may refer to a portion that has been formed by at least partially melting a material through a heating process and then extruding the at least partially molten material through a die to form an extruded portion. The extruded portion may differ from the non-extruded portion in features such as longitudinal stripes and/or a substantially constant cross section along the longitudinal extent of the portion.

В контексте настоящего документа термин «элемент, охлаждающий аэрозоль» используется для описания элемента, имеющего большую площадь поверхности и низкое сопротивление втягиванию. При использовании аэрозоль, образованный летучими соединениями, высвобождаемыми из субстрата, генерирующего аэрозоль, втягивается через элемент, охлаждающий аэрозоль, перед транспортировкой к мундштучному концу изделия, генерирующего аэрозоль. В отличие от фильтров с высоким сопротивлением втягиванию, например, фильтров, выполненных из пучков волокон, и других сегментов мундштука, элементы, охлаждающие аэрозоль, имеют низкое сопротивление втягиванию. Камеры и полости в изделии, генерирующем аэрозоль, такие как расширительные камеры и опорные элементы, также не рассматриваются в качестве элементов, охлаждающих аэрозоль. Однако некоторые элементы, охлаждающие аэрозоль, могут необязательно выполнять функцию фильтрования и/или могут также называться фильтром.In the context of this document, the term "aerosol cooling element" is used to describe an element having a large surface area and low retraction resistance. In use, the aerosol formed by the volatile compounds released from the aerosol generating substrate is drawn through the aerosol cooling member before being transported to the mouth end of the aerosol generating article. Unlike filters with high retraction resistance, such as fiber bundle filters and other mouthpiece segments, aerosol cooling elements have low retraction resistance. Chambers and cavities in the aerosol generating article, such as expansion chambers and support members, are also not considered aerosol cooling members. However, some aerosol cooling elements may optionally perform a filtering function and/or may also be referred to as a filter.

В контексте настоящего документа термин «внешняя поверхность» может относиться к внешней открытой поверхности экструдированной части, например, поверхности, образованной внешним периметром экструдированной части.In the context of this document, the term "outer surface" may refer to the outer exposed surface of the extruded portion, for example, the surface defined by the outer perimeter of the extruded portion.

В контексте настоящего документа термин «внутренняя поверхность» может относиться к внутренним поверхностям экструдированной части, образующим одну или более стенок прохода (проходов) через экструдированную часть вдоль ее длины от одного конца к другому.In the context of this document, the term "internal surface" may refer to the internal surfaces of the extruded part, forming one or more walls of the passage (passages) through the extruded part along its length from one end to the other.

В контексте настоящего документа термин «проходы» может относиться к проходам или туннелям, проходящим через внутренний объем экструдированной части, обеспечивающим прохождение аэрозоля через экструдированную часть вдоль ее длины от субстрата, генерирующего аэрозоль, к мундштуку, когда экструдированная часть выполнена в виде элемента, охлаждающего аэрозоль.In the context of this document, the term "passages" may refer to passages or tunnels passing through the internal volume of the extruded part, allowing the passage of the aerosol through the extruded part along its length from the aerosol generating substrate to the mouthpiece when the extruded part is in the form of an aerosol cooling element. .

В контексте настоящего документа термин «длина» может относиться к расстоянию от первого конца экструдированной части ко второму концу в продольном направлении, вдоль которого поперечное сечение экструдированной части является по существу постоянным.As used herein, the term "length" may refer to the distance from the first end of the extruded portion to the second end in the longitudinal direction along which the cross section of the extruded portion is substantially constant.

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления настоящего изобретения, которые могут обеспечить определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Тем не менее, другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других обстоятельствах. Кроме того, описание одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, в том числе формулы изобретения.The words "preferred" and "preferably" refer to embodiments of the present invention that may provide certain advantages under certain circumstances. However, other embodiments may also be preferred under the same or different circumstances. Furthermore, the description of one or more preferred embodiments is not meant to imply that other embodiments are not useful, and is not intended to exclude other embodiments from the scope of the present invention, including the claims.

По всему описанию и формуле изобретения этого описания изобретения слова «содержит» и «вмещает» и их варианты означают «включающий, но без ограничения», и они не предназначены для исключения других веществ, добавок, компонентов, целых чисел или этапов (и не исключают их). По всему описанию и формуле изобретения этого описания изобретения единственное число охватывает множественное число, если контекст не требует иного. В частности, когда применяется форма единственного числа, описание изобретения следует понимать как предполагающее множественность, а также единственность, если контекст не требует иного.Throughout the description and claims of this specification, the words "comprises" and "comprises" and variations thereof mean "including, but not limited to", and are not intended to exclude other substances, additives, components, integers, or steps (and do not exclude them). Throughout the specification and claims of this specification, the singular encompasses the plural unless the context requires otherwise. In particular, when the singular form is used, the description of the invention should be understood to mean plurality as well as singularity, unless the context otherwise requires.

Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать один или более проходов через элемент аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления один или более проходов могут содержать от 50% до 90%, или необязательно от 60% до 80%, или необязательно от 65% до 75% площади поперечного сечения, образованной внешней поверхностью. Это может быть количественно выражено посредством осмотра поперечного сечения элемента, охлаждающего аэрозоль, с использованием измерительного микроскопа. Проходы могут быть идентифицированы путем применения порогового значения к изображению поперечного сечения элемента для отделения проходов от внутренней структуры элемента. Затем пиксели прохода могут быть подсчитаны для определения общей площади поперечного сечения проходов. В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать два или более проходов. В вариантах осуществления, где элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит два или более проходов, % площади относительно площади поперечного сечения, образованной внешней поверхностью, представляет собой суммарную площадь поперечного сечения, занимаемую проходами.The aerosol cooling element may comprise one or more passages through the aerosol element. In some embodiments, the implementation of one or more passages may contain from 50% to 90%, or optionally from 60% to 80%, or optionally from 65% to 75% of the cross-sectional area formed by the outer surface. This can be quantified by examining the cross section of the aerosol cooling element using a measuring microscope. Passages can be identified by applying a threshold value to the cross-sectional image of the element to separate the passages from the internal structure of the element. The pixels of the passage can then be counted to determine the total cross-sectional area of the passages. In some embodiments, the aerosol cooling element may comprise two or more passages. In embodiments where the cooling spray element comprises two or more passages, the area % relative to the cross-sectional area formed by the outer surface is the total cross-sectional area occupied by the passages.

Экструдированная часть может иметь круглое поперечное сечение диаметра от 5 мм до 10 мм, необязательно от 6 мм до 9 мм или необязательно от 7 мм до 8 мм.The extruded portion may have a circular cross section with a diameter of 5 mm to 10 mm, optionally 6 mm to 9 mm, or optionally 7 mm to 8 mm.

Экструдированная часть может иметь длину от 7 мм до 28 мм, или необязательно от 10 мм до 25 мм, или необязательно от 13 мм до 22 мм, необязательно от 16 мм до 19 мм.The extruded portion may have a length of 7 mm to 28 mm, or optionally 10 mm to 25 mm, or optionally 13 mm to 22 mm, optionally 16 mm to 19 mm.

Экструдированная часть может содержать полимерный материал или быть образованной из него. Полимерный материал может представлять собой одно или более из термопластичного полимера, биополимера и биоразлагаемого полимера. Подходящие биоразлагаемые полимеры могут содержать одно или более из крахмала, алифатических полимеров и целлюлозных полимеров. Полимерный материал может быть полукристаллическим. Полимер может содержать лактидный мономер или сополимер и в определенных вариантах осуществления может содержать полимолочную кислоту.The extruded portion may contain or be formed from a polymeric material. The polymeric material may be one or more of a thermoplastic polymer, a biopolymer, and a biodegradable polymer. Suitable biodegradable polymers may contain one or more of starch, aliphatic polymers and cellulosic polymers. The polymeric material may be semi-crystalline. The polymer may contain a lactide monomer or copolymer, and in certain embodiments, the implementation may contain polylactic acid.

Внутренняя поверхность или внешняя поверхность или как внутренняя поверхность, так и внешняя поверхность содержат неровности поверхности. Такие неровности поверхности могут быть желательными для повышения теплопередачи воздухом. Например, охлаждение экструдированного материала после экструзии посредством контакта с охлажденным веществом может вызвать тепловые напряжения в экструдированном материале. Эти тепловые напряжения могут привести к образованию трещин на внешней поверхности, что может увеличить площадь поверхности и, следовательно, теплопередачу с воздухом, когда экструдированная часть используется в качестве элемента, охлаждающего аэрозоль.The inner surface or the outer surface or both the inner surface and the outer surface contain surface irregularities. Such surface irregularities may be desirable to enhance air heat transfer. For example, cooling the extruded material after extrusion through contact with the cooled material may induce thermal stresses in the extruded material. These thermal stresses can lead to the formation of cracks in the outer surface, which can increase the surface area and hence the air heat transfer when the extruded portion is used as an aerosol cooling element.

Охлаждение материала может предусматривать быстрое охлаждение, чтобы вызвать неровности поверхности на внешней поверхности и/или внутренней поверхности. Cooling the material may include rapid cooling to cause surface irregularities on the outer surface and/or the inner surface.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать субстрат, генерирующий аэрозоль, и фильтр, и элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен между фильтром и субстратом, генерирующим аэрозоль. The aerosol generating article may further comprise an aerosol generating substrate and a filter, and an aerosol cooling element may be positioned between the filter and the aerosol generating substrate.

До разрезания непрерывной экструдированной структуры способ может дополнительно включать предоставление непрерывной экструдированной структуры и экструдирование дополнительного материала через вторую фильеру для покрытия непрерывной экструдированной структуры экструдированным наружным покрытием. Prior to cutting the continuous extruded structure, the method may further comprise providing the continuous extruded structure and extruding additional material through a second die to coat the continuous extruded structure with the extruded outer coating.

Прохождение материала через фильеру и/или прохождение материала через вторую фильеру может предусматривать обеспечение (провоцирование) неровностей на внешней поверхности и/или внутренней поверхности. The passage of the material through the die and/or the passage of the material through the second die may involve providing (causing) irregularities on the outer surface and/or the inner surface.

Для управления диаметром внешней поверхности может использоваться изменение скорости экструзии. Более высокая скорость экструзии может привести в результате к меньшему диаметру внешней поверхности, тогда как более низкая скорость экструзии может привести к большему диаметру внешней поверхности. Если определено, например, с помощью системы проверки диаметра, что диаметр внешней поверхности является слишком малым, сигнал может быть отправлен на систему управления устройством для снижения скорости экструзии. Альтернативно, если определено, например, с помощью системы проверки диаметра, что диаметр внешней поверхности является слишком большим, сигнал может быть отправлен на систему управления устройством для увеличения скорости экструзии.To control the diameter of the outer surface can be used to change the speed of extrusion. A higher extrusion speed may result in a smaller outer surface diameter, while a lower extrusion rate may result in a larger outer surface diameter. If it is determined, for example by a diameter checking system, that the diameter of the outer surface is too small, a signal can be sent to the control system of the device to reduce the extrusion speed. Alternatively, if it is determined, for example by a diameter checking system, that the outer surface diameter is too large, a signal can be sent to the device control system to increase the extrusion speed.

Изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью использования с отдельным нагревательным устройством. Такое нагревательное устройство может взаимодействовать с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению может само содержать источник тепла и по меньшей мере один теплопроводный элемент для передачи тепла от источника тепла на субстрат, образующий аэрозоль, изделия. The aerosol generating article of the present invention may be configured for use with a separate heating device. Such a heating device may interact with an aerosol-forming substrate to generate an aerosol. The aerosol generating article of the present invention may itself comprise a heat source and at least one heat transfer element for transferring heat from the heat source to the aerosol generating substrate of the article.

В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой курительное изделие, такое как сигарета с фильтром или другое курительное изделие, в котором субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит табачный материал, который сжигается с образованием дыма. Следовательно, в любом из вышеописанных вариантов осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать табачный стержень. Кроме того, в любом из вышеописанных вариантов осуществления мундштук может представлять собой фильтр. В таких вариантах осуществления фильтр может быть скреплен с табачным стержнем с помощью ободковой бумаги.In some embodiments, the aerosol generating article may be a smoking article, such as a filter cigarette or other smoking article, wherein the aerosol generating substrate comprises tobacco material that is burned to produce smoke. Therefore, in any of the above embodiments, the aerosol generating substrate may comprise a tobacco rod. In addition, in any of the above embodiments, the mouthpiece may be a filter. In such embodiments, the filter may be bonded to the tobacco rod with rim paper.

Мундштук может содержать один или более сегментов, расположенных раньше по ходу потока относительно мундштучного сегмента. Один или более сегментов могут включать одно или более из опорного элемента, элемента, охлаждающего аэрозоль, и фильтрующего сегмента. The mouthpiece may include one or more segments upstream of the mouthpiece segment. One or more segments may include one or more of a support element, an aerosol cooling element, and a filter segment.

Опорный элемент может быть расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно субстрата, образующего аэрозоль, и может упираться в субстрат, образующий аэрозоль. Опорный элемент может быть выполнен из любого подходящего материала или сочетания материалов. Например, опорный элемент может быть выполнен из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из: ацетилцеллюлозы; картона; гофрированной бумаги, такой как гофрированная теплостойкая бумага или гофрированная пергаментная бумага; и полимерных материалов, таких как полиэтилен низкой плотности (LDPE). В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент выполнен из ацетилцеллюлозы. Опорный элемент может содержать полый трубчатый элемент. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент содержит полую ацетилцеллюлозную трубку. Опорный элемент предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Опорный элемент может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент имеет внешний диаметр 7,2 миллиметра +/- 10%. Опорный элемент может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент имеет длину приблизительно 8 миллиметров.The support member may be positioned immediately downstream of the aerosol generating substrate and may abut against the aerosol generating substrate. The support member may be made from any suitable material or combination of materials. For example, the support member may be made from one or more materials selected from the group consisting of: cellulose acetate; cardboard; corrugated paper such as corrugated heat-resistant paper or corrugated parchment paper; and polymeric materials such as low density polyethylene (LDPE). In a preferred embodiment, the support element is made of cellulose acetate. The support element may comprise a hollow tubular element. In a preferred embodiment, the support element comprises a hollow cellulose acetate tube. The support member preferably has an outer diameter that is approximately equal to the outer diameter of the aerosol generating article. The support member may have an outer diameter of from about 5 millimeters to about 12 millimeters, such as from about 5 millimeters to about 10 millimeters, or from about 6 millimeters to about 8 millimeters. In a preferred embodiment, the support member has an outside diameter of 7.2 millimeters +/- 10%. The support element may have a length of from about 5 millimeters to about 15 millimeters. In a preferred embodiment, the support member is approximately 8 millimeters long.

Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен дальше по ходу потока относительно субстрата, образующего аэрозоль, например, элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно опорного элемента и может упираться в опорный элемент.The aerosol cooling element may be located downstream of the aerosol forming substrate, for example, the aerosol cooling element may be located immediately downstream of the support member and may abut against the support member.

Элемент, охлаждающий аэрозоль, может иметь большую площадь поверхности, но с низким перепадом давления по своей длине. Фильтры и другие мундштуки могут создавать сравнительно более высокий перепад давления, например, фильтры, выполненные из пучков волокон, не считаются элементами, охлаждающими аэрозоль.The aerosol cooling element may have a large surface area but a low pressure drop along its length. Filters and other mouthpieces can create a relatively higher pressure drop, for example, filters made from fiber bundles are not considered aerosol cooling elements.

Следует понимать, что предпочтительные признаки, описанные выше в отношении одного аспекта настоящего изобретения, могут быть также применимы к другим аспектам настоящего изобретения.It should be understood that the preferred features described above in relation to one aspect of the present invention may also be applicable to other aspects of the present invention.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:Embodiments of the present invention will now be described solely by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показана экструдированная часть согласно варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 1 shows an extruded portion according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 2 показано схематическое изображение в поперечном разрезе изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего экструдированную часть, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; in fig. 2 is a schematic cross-sectional view of an aerosol generating article comprising an extruded portion according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 3 показано схематическое изображение устройства для производства элементов, охлаждающих аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; in fig. 3 is a schematic representation of an apparatus for manufacturing aerosol cooling elements according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 4 показано схематическое изображение пластмассового экструдера;in fig. 4 shows a schematic representation of a plastic extruder;

на фиг. 5 показана схема последовательности способа изготовления элемента, охлаждающего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 5 is a flowchart of a method for manufacturing an aerosol cooling element of an aerosol generating article according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 6 показан вид в поперечном сечении фильеры для использования при производстве элементов, охлаждающих аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 6 is a cross-sectional view of a spinneret for use in the manufacture of aerosol cooling elements according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 7 показан вид фильеры, показанной на фиг. 6, разрезанной вдоль оси AA’ внутри камеры;in fig. 7 is a view of the die shown in FIG. 6, cut along the axis AA' inside the chamber;

на фиг. 8 показано схематическое изображение устройства для экструзии дополнительного материала для покрытия непрерывной экструдированной структуры экструдированным наружным покрытием согласно варианту осуществления настоящего изобретения; in fig. 8 is a schematic representation of an apparatus for extruding additional material for coating a continuous extruded structure with an extruded outer coating according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 9 показана схема последовательности способа экструзии дополнительного материала для покрытия непрерывной экструдированной структуры экструдированным наружным покрытием согласно варианту осуществления настоящего изобретения; иin fig. 9 is a flow diagram of a process for extruding additional material to coat a continuous extruded structure with an extruded outer coating according to an embodiment of the present invention; and

на фиг. 10 показан вид в поперечном сечении экструзионной фильеры.in fig. 10 shows a cross-sectional view of an extrusion die.

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, и элемент, охлаждающий аэрозоль, для охлаждения аэрозоля, образованного из субстрата, образующего аэрозоль. Из уровня техники известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, такой как табакосодержащий субстрат, нагревают, а не сжигают. Примеры систем, использующих изделия, генерирующие аэрозоль, включают системы, которые нагревают табакосодержащий субстрат выше 200 градусов Цельсия с получением никотинсодержащего аэрозоля.The present invention relates to an aerosol-generating article comprising an aerosol-generating substrate and an aerosol-cooling member for cooling an aerosol formed from an aerosol-generating substrate. Aerosol-generating articles are known in the art in which the aerosol-generating substrate, such as a tobacco-containing substrate, is heated rather than burned. Examples of systems using aerosol generating articles include systems that heat a tobacco-containing substrate above 200 degrees Celsius to produce a nicotine-containing aerosol.

Изделие, генерирующее аэрозоль, в варианте осуществления настоящего изобретения содержит элемент, охлаждающий аэрозоль, при этом элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит экструдированную часть. An aerosol generating article in an embodiment of the present invention comprises an aerosol cooling element, wherein the aerosol cooling element comprises an extruded portion.

На фиг. 1 показан элемент, охлаждающий аэрозоль, содержащий экструдированную часть 100, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Экструдированная часть 100 имеет длину 108 и содержит внешнюю поверхность 104, образующую периметр поперечного сечения, перпендикулярный длине 108 экструдированной части 100. Показана внутренняя поверхность 102, образующая один или более проходов 110 по длине 108 экструдированной части 100.In FIG. 1 shows a cooling spray member comprising an extruded portion 100 according to an embodiment of the present invention. The extruded portion 100 has a length 108 and includes an outer surface 104 defining a perimeter cross-section perpendicular to the length 108 of the extruded portion 100. An inner surface 102 is shown defining one or more passages 110 along the length 108 of the extruded portion 100.

В некоторых вариантах осуществления один или более проходов 110 содержат от 50% до 90% площади поперечного сечения, образованной внешней поверхностью 104. Экструдированная часть 100 содержит два или более проходов 110. В этом конкретном варианте осуществления показаны семь проходов. In some embodiments, one or more passages 110 comprise 50% to 90% of the cross-sectional area formed by outer surface 104. Extruded portion 100 comprises two or more passages 110. In this particular embodiment, seven passages are shown.

В некоторых вариантах осуществления экструдированная часть 100 имеет круглое поперечное сечение с диаметром 106 от 5 мм до 10 мм.In some embodiments, the extruded portion 100 has a circular cross section with a diameter 106 between 5 mm and 10 mm.

В некоторых вариантах осуществления экструдированная часть 100 имеет длину 108 от 7 мм до 28 мм.In some embodiments, the implementation of the extruded portion 100 has a length 108 from 7 mm to 28 mm.

В некоторых вариантах осуществления экструдированная часть 100 содержит полимолочную кислоту (PLA) или изготовлена из нее. In some embodiments, extruded portion 100 contains or is made from polylactic acid (PLA).

В некоторых вариантах осуществления внутренняя поверхность 102 и/или внешняя поверхность 104 экструдированной части 100 содержат неровности поверхности (не показаны на фиг. 1). Неровности поверхности могут представлять собой любые негладкие признаки (например, трещины, отверстия, разломы, выпуклости и т. д.) на внешней поверхности 104 или внутренней поверхности 102 экструдированной части 100.In some embodiments, inner surface 102 and/or outer surface 104 of extruded portion 100 includes surface irregularities (not shown in FIG. 1). Surface irregularities can be any non-smooth features (e.g., cracks, holes, breaks, bumps, etc.) on the outer surface 104 or inner surface 102 of the extruded portion 100.

На фиг. 2 показана схема в поперечном разрезе изделия 200, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Изделие 200, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат 202, генерирующий аэрозоль, элемент 204, охлаждающий аэрозоль, и фильтр 210. Как показано на фиг. 2, элемент 204, охлаждающий аэрозоль, расположен между фильтром 210 и субстратом 202, генерирующим аэрозоль. Элемент 204, охлаждающий аэрозоль, может содержать экструдированную часть 100, как показано на фиг. 1, содержащую два или более проходов 110. In FIG. 2 is a cross-sectional diagram of an aerosol generating article 200 according to an embodiment of the present invention. The aerosol generating article 200 includes an aerosol generating substrate 202, a cooling aerosol element 204, and a filter 210. As shown in FIG. 2, a cooling mist element 204 is positioned between the filter 210 and the mist generating substrate 202. The cooling mist member 204 may include an extruded portion 100 as shown in FIG. 1 containing two or more passages 110.

В некоторых вариантах осуществления фильтр 210 представляет собой традиционный фильтр мундштука, выполненный из ацетилцеллюлозы, и может иметь длину приблизительно 45 миллиметров.In some embodiments, the filter 210 is a traditional CA mouthpiece filter and may be approximately 45 millimeters in length.

Элемент 204, охлаждающий аэрозоль, может выполнять функцию снижения температуры потока аэрозоля, втягиваемого через элемент за счет теплопередачи. Компоненты аэрозоля могут взаимодействовать с элементом 204, охлаждающим аэрозоль, и терять тепловую энергию.The aerosol cooling element 204 may have the function of lowering the temperature of the aerosol stream drawn through the element by heat transfer. Aerosol components may interact with the aerosol cooling element 204 and lose thermal energy.

Элемент 204, охлаждающий аэрозоль, может выполнять функцию снижения температуры потока аэрозоля, втягиваемого через элемент, за счет воздействия на него фазового превращения, которое потребляет тепловую энергию из потока аэрозоля. Например, материал, образующий элемент, охлаждающий аэрозоль, может подвергаться фазовому превращению, такому как плавление или стеклование, которое требует поглощения тепловой энергии. Если элемент 204 выбран таким образом, что он подвергается эндотермической реакции при температуре, при которой аэрозоль поступает в элемент 204, охлаждающий аэрозоль, то реакция будет потреблять тепловую энергию из потока аэрозоля. The aerosol cooling element 204 can perform the function of lowering the temperature of the aerosol stream drawn through the element by subjecting it to a phase change that consumes thermal energy from the aerosol stream. For example, the material constituting the cooling aerosol element may undergo a phase transformation, such as melting or vitrification, which requires the absorption of thermal energy. If the element 204 is selected such that it undergoes an endothermic reaction at the temperature at which the aerosol enters the aerosol cooling element 204, then the reaction will consume thermal energy from the aerosol stream.

В некоторых вариантах осуществления температура потока аэрозоля по мере его втягивания через элемент 204, охлаждающий аэрозоль, может быть снижена на более чем 10 градусов Цельсия. В некоторых вариантах осуществления температура потока аэрозоля по мере его втягивания через элемент 204, охлаждающий аэрозоль, может быть снижена на более чем 15 градусов Цельсия или более чем 20 градусов Цельсия. Когда аэрозоль поступает в элемент 204, охлаждающий аэрозоль, его температура составляет приблизительно 60 градусов Цельсия. Из-за охлаждения внутри элемента 204, охлаждающего аэрозоль, температура аэрозоля по мере его выхода из элемента, охлаждающего аэрозоль, может составлять приблизительно 40 градусов Цельсия. Кроме того, содержание воды в аэрозоле может быть снижено. In some embodiments, the temperature of the aerosol stream as it is drawn through the cooling aerosol element 204 can be reduced by more than 10 degrees Celsius. In some embodiments, the temperature of the aerosol stream as it is drawn through the cooling aerosol element 204 can be reduced by more than 15 degrees Celsius or more than 20 degrees Celsius. When the aerosol enters the element 204 cooling aerosol, its temperature is approximately 60 degrees Celsius. Due to the cooling within the aerosol cooling element 204, the temperature of the aerosol as it exits the aerosol cooling element may be approximately 40 degrees Celsius. In addition, the water content of the aerosol can be reduced.

Аэрозоль, образованный в результате нагрева субстрата на основе табака, как правило, содержит фенольные соединения. Использование элемента 204, охлаждающего аэрозоль, в соответствии с вариантами осуществления, рассмотренными в настоящем документе, может снизить уровни фенолов и крезолов на от 90% до 95%. В некоторых примерах фенольные соединения могут удаляться в результате взаимодействия с материалом, образующим элемент 204, охлаждающий аэрозоль. Фенольные соединения (например, фенолы и крезолы) могут адсорбироваться материалом, из которого образован элемент 204, охлаждающий аэрозоль.The aerosol formed by heating the tobacco-based substrate typically contains phenolic compounds. The use of the aerosol cooling element 204, in accordance with the embodiments discussed herein, can reduce the levels of phenols and cresols by 90% to 95%. In some examples, phenolic compounds may be removed by interaction with the material forming the element 204, cooling aerosol. Phenolic compounds (eg, phenols and cresols) can be adsorbed by the material from which the element 204, cooling aerosol is formed.

На фиг. 3 показано схематическое изображение устройства 300 для изготовления элементов 100, 204, охлаждающих аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Производственное устройство 300 содержит пластиковый экструдер 400 для экструдирования по меньшей мере частично расплавленного полимера через фильеру 316, охлаждающий блок 308 для охлаждения экструдированного полимера таким образом, чтобы он сохранял свою экструдированную форму и не деформировался нежелательным образом, систему 312 для вытягивания с целью вытягивания экструдированного и по меньшей мере частично затвердевшего полимера из фильеры 316 и резак 310 для разрезания экструдированного полимера на отдельные экструдированные части необходимой длины. Пластмассовый экструдер 400 образует непрерывную экструдированную структуру 306, которая дополнительно обрабатывается охлаждающим блоком 308, системой 312 для вытягивания и резаком 310. In FIG. 3 shows a schematic representation of an apparatus 300 for manufacturing aerosol cooling members 100, 204 according to an embodiment of the present invention. The manufacturing apparatus 300 includes a plastic extruder 400 for extruding at least partially molten polymer through a die 316, a cooling block 308 for cooling the extruded polymer so that it retains its extruded shape and does not deform in an undesirable manner, a stretching system 312 for stretching the extruded and at least partially cured polymer from a die 316; and a cutter 310 for cutting the extruded polymer into individual extruded pieces of the desired length. The plastic extruder 400 forms a continuous extruded structure 306, which is further processed by a cooling block 308, a drawing system 312, and a cutter 310.

На фиг. 4 представлено схематическое изображение примера пластмассового экструдера 400. Пластмассовый экструдер 400 содержит бункер 402 для удерживания чипов из полимерного исходного материала 420, подающее отверстие 404 для подачи чипов исходного материала 420 на вал 401 экструдера 400, двигатель 416, упорный подшипник 408, винт 412, приводимый в движение двигателем 416 посредством зубчатого редуктора 406, причем винт 412 перемещает полимерный исходный материал 420 вдоль вала 401 в направлении экструзионной фильеры 316, термопару 410 для измерения температуры, нагревательные элементы 414 для по меньшей мере частичного плавления полимерного исходного материала 420 и цилиндр 418. In FIG. 4 is a schematic illustration of an exemplary plastic extruder 400. The plastic extruder 400 includes a hopper 402 for holding chips of polymer raw material 420, a feed opening 404 for feeding raw material chips 420 to a shaft 401 of extruder 400, a motor 416, a thrust bearing 408, a screw 412 driven driven by a motor 416 via a gear reducer 406, wherein the screw 412 moves the polymeric raw material 420 along the shaft 401 towards the extrusion die 316, a thermocouple 410 for temperature measurement, heating elements 414 for at least partially melting the polymeric raw material 420, and a cylinder 418.

На фиг. 5 представлена блок-схема, на которой изображен способ 500 изготовления элемента 100, 204, охлаждающего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В способе 500, показанном на фиг. 5, внутренняя поверхность 102 и внешняя поверхность 104 экструдированной части 100 образованы посредством экструзии одновременно с использованием устройства 300, показанного на фиг. 3 и 4. Ссылаясь на способ 500, показанный на фиг. 5, исходный материал 420 (например, чипы PLA) добавляют 502 в бункер 402, который транспортирует 504 исходный материал 420 к цилиндру 418 пластмассового экструдера 400. Исходный материал 420 постепенно расплавляют 506 нагревательными элементами 414 в расплавленный материал. Винт 412 продавливает 508 расплавленный материал в фильеру 316, соединенную с концом цилиндра 418. Экструдированный материал, выходящий из фильеры 316 в виде непрерывной экструдированной структуры 306 в направлении, как показано стрелкой 314, охлаждают 510 охлаждающим блоком 308. Затем охлажденная непрерывная экструдированная структура 306 вытягивается 512 посредством системы 312 для вытягивания. Затем непрерывную экструдированную структуру 306 разрезают 514 резальной машиной 310 с получением экструдированных частей 100, предназначенных для использования в качестве элементов 204, охлаждающих аэрозоль, для использования в изделиях, генерирующих аэрозоль, например, изделии 200, генерирующем аэрозоль, показанном на фиг. 2. In FIG. 5 is a flow diagram illustrating a method 500 for manufacturing an aerosol cooling element 100, 204 of an aerosol generating article according to an embodiment of the present invention. In the method 500 shown in FIG. 5, the inner surface 102 and the outer surface 104 of the extruded portion 100 are formed by extrusion at the same time using the apparatus 300 shown in FIG. 3 and 4. Referring to the method 500 shown in FIG. 5, feedstock 420 (eg, PLA chips) is added 502 to hopper 402, which transports 504 feedstock 420 to barrel 418 of plastic extruder 400. Feedstock 420 is gradually melted 506 by heating elements 414 into molten material. The screw 412 forces 508 the molten material into a die 316 connected to the end of the cylinder 418. The extruded material exiting the die 316 as a continuous extruded structure 306 in the direction as indicated by arrow 314 is cooled 510 by a cooling block 308. The cooled continuous extruded structure 306 is then drawn 512 through the system 312 for pulling. The continuous extruded structure 306 is then cut 514 by a cutter 310 to form extruded portions 100 for use as aerosol cooling members 204 for use in aerosol generating articles, such as the aerosol generating article 200 shown in FIG. 2.

На фиг. 6 показан вид в поперечном сечении передней стороны (выпускной поверхности) фильеры 600 для использования при производстве непрерывной экструдированной структуры 306 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фильера содержит охватывающую часть 602, охватываемую часть 604 и полость 606 между ними. In FIG. 6 shows a cross-sectional view of the front side (exhaust surface) of a die 600 for use in the production of a continuous extruded structure 306 according to an embodiment of the present invention. The spinneret contains a female part 602, a covered part 604 and a cavity 606 between them.

На фиг. 7 показан вид фильеры 600, разрезанной вдоль линии AA’ внутри камеры 706. Стрелки 710 указывают на направления потока расплавленного материала внутри камеры 706. Стрелка 708 указывает на направление потока экструзии, выходящего из экструдера 400. Как можно видеть на фиг. 7, передний конец 712 охватываемой части 604 фильеры содержит профилированную конструкцию, а задний конец 714 охватываемой части 604 фильеры представляет собой твердую конфигурацию. In FIG. 7 shows die 600 cut along line AA' within chamber 706. Arrows 710 indicate the directions of flow of molten material within chamber 706. Arrow 708 indicates the direction of extrusion flow exiting extruder 400. As can be seen in FIG. 7, the front end 712 of the male die portion 604 comprises a shaped structure, and the rear end 714 of the male die portion 604 is a solid configuration.

На фиг. 6 и 7 показан один пример фильеры 600, которая может использоваться в процессе экструзии для образования внутренней поверхности 102 и внешней поверхности 104 одновременно. В этом примере охватываемая часть 604 фильеры 600 содержит центральный столбец и шесть окружающих столбцов. Охватывающая часть 602 фильеры 600 представляет собой кольцевое пространство, окружающее охватываемую часть 604. Преимущественно фильера конфигурации, такая как фильера 600 на фиг. 6 и 7, образует экструдированную часть с периферийными пустыми трубчатыми проходами 110 вокруг центрального пустого трубчатого прохода. In FIG. 6 and 7 show one example of a die 600 that can be used in an extrusion process to form an inner surface 102 and an outer surface 104 at the same time. In this example, the male portion 604 of die 600 includes a center column and six surrounding columns. The female portion 602 of the die 600 is an annulus surrounding the male portion 604. Preferably, a die configuration such as die 600 in FIG. 6 and 7 forms an extruded portion with peripheral empty tube passages 110 around a central empty tube passage.

В других примерах могут использоваться фильеры, которые приводят к целому ряду проходов разных размеров и форм в готовой экструдированной части. Например, охватываемая часть 604 может иметь разные формы поперечного сечения, что приведет к проходам с разными формами поперечного сечения в экструдированной части 100. Примеры поперечных сечений могут включать любой многогранник, такой как пятиугольная призма, шестиугольная призма или восьмиугольная призма, концентрические кольцевые формы и т. д. В конкретном примере охватываемая часть с поперечным сечением, выполненным по существу в форме звезды, приведет в результате к проходу с поперечным сечением, выполненным по существу в форме звезды. Это будет иметь эффект увеличения площади поверхности внутренних пустых проходов внутри экструдированной части. Это увеличение площади поверхности внутренних проходов имеет эффект увеличения эффективности стержней при снижении температуры аэрозоля, втягиваемого через него. In other examples, dies may be used which result in a range of passages of varying sizes and shapes in the finished extruded portion. For example, the male portion 604 may have different cross-sectional shapes, resulting in different cross-sectional passages in the extruded portion 100. Examples of cross-sections may include any polyhedron such as a pentagonal prism, a hexagonal prism, or an octagonal prism, concentric annular shapes, etc. In a specific example, a male portion with a substantially star-shaped cross-section will result in a passage with a substantially star-shaped cross-section. This will have the effect of increasing the surface area of the internal voids within the extruded portion. This increase in the surface area of the internal passages has the effect of increasing the efficiency of the rods while lowering the temperature of the aerosol drawn through it.

В некоторых примерах настоящего изобретения перед разрезанием непрерывной экструдированной структуры 306 на экструдированные части 100 дополнительный материал экструдируют вокруг непрерывной экструдированной структуры 306 для покрытия непрерывной экструдированной структуры экструдированным наружным покрытием. In some examples of the present invention, prior to cutting the continuous extruded structure 306 into extruded portions 100, additional material is extruded around the continuous extruded structure 306 to cover the continuous extruded structure with an extruded outer coating.

На фиг. 8 показано схематическое изображение устройства для экструзии дополнительного материала для покрытия непрерывной экструдированной структуры 306 экструдированным наружным покрытием согласно варианту осуществления настоящего изобретения. In FIG. 8 shows a schematic illustration of an apparatus for extruding additional material to coat a continuous extruded structure 306 with an extruded outer coating according to an embodiment of the present invention.

Устройство 800 содержит второй экструдер 802, вторую фильеру 814, систему 808 проверки диаметра и область 810 охлаждения. Непрерывная экструдированная структура 306 может подаваться в устройство 800 через проем 812.Device 800 includes a second extruder 802, a second die 814, a diameter check system 808, and a cooling region 810. The continuous extruded structure 306 may be fed into the device 800 through the opening 812.

На фиг. 9 показана схема последовательности способа экструзии дополнительного материала для покрытия непрерывной экструдированной структуры экструдированным наружным покрытием согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 9 is a flow diagram of a process for extruding additional material to coat a continuous extruded structure with an extruded outer coating according to an embodiment of the present invention.

В отношении фиг. 9 непрерывная экструдированная структура 306 подается 902 непрерывно в устройство 800 через проем 812. Исходный материал (например, гранулы PLA) добавляют 904 во второй экструдер 802. Исходный материал расплавляют 906 вторым нагревателем во втором экструдере 802. Расплавленный материал продавливают 908 во вторую фильеру 814 для создания конуса второго экструдированного материала 806. Второй экструдированный материал 806 затем наносят на непрерывную экструдированную структуру 306 по мере того, как она подается через проем 812 для покрытия 910 непрерывной экструдированной структуры 306 экструдированным наружным покрытием. Диаметр покрытия может быть проверен 912 на этом этапе посредством системы 808 проверки диаметра. Затем покрытую непрерывную экструдированную структуру 306 охлаждают 914 в области 810 охлаждения. К тому моменту, когда покрытая непрерывная экструдированная структура 306 достигнет области 810 охлаждения, диаметр покрытия является по существу постоянным. В области 810 охлаждения покрытая непрерывная экструдированная структура 306 погружается в охлаждающий материал или иным образом подвержена его воздействию. Охлаждающий материал может представлять собой жидкость или газовое вещество и может быть приспособлен в соответствии с природой материала, используемого в процессе экструзии для достаточного охлаждения. Наконец, охлажденную покрытую непрерывную экструдированную структуру 306 разрезают 916 на элементы 204, охлаждающие аэрозоль, предназначенные для использования в изделиях, генерирующих аэрозоль. With reference to FIG. 9, a continuous extruded structure 306 is fed 902 continuously into the apparatus 800 through an opening 812. A feedstock (eg, PLA pellets) is added 904 to a second extruder 802. The feedstock is melted 906 by a second heater in a second extruder 802. The molten material is forced 908 into a second die 814 for creating a cone of the second extruded material 806. The second extruded material 806 is then applied to the continuous extruded structure 306 as it is fed through the aperture 812 to cover 910 of the continuous extruded structure 306 with the extruded outer coating. The diameter of the coating can be checked 912 at this point by means of a diameter check system 808 . The coated continuous extruded structure 306 is then cooled 914 in a cooling region 810. By the time the coated continuous extruded structure 306 reaches the cooling region 810, the diameter of the coating is substantially constant. In the cooling region 810, the coated continuous extruded structure 306 is immersed in or otherwise exposed to the cooling material. The cooling material may be a liquid or a gaseous substance and may be adapted according to the nature of the material used in the extrusion process for sufficient cooling. Finally, the cooled coated continuous extruded structure 306 is cut 916 into aerosol cooling elements 204 for use in aerosol generating articles.

Диаметр экструдированного материала пропорционален скорости экструзии посредством второго экструдера 802. Чем быстрее расплавленный материал продавливается во вторую фильеру 814 посредством винта экструдера, тем больше диаметр покрытия. Диаметр покрытия также пропорционален скорости, с которой покрытая непрерывная экструдированная структура 306 вытягивается из системы для вытягивания. Чем быстрее покрытая непрерывная экструдированная структура 306 вытягивается из системы для вытягивания, тем меньше диаметр покрытия. Другим фактором, который влияет на диаметр покрытия, является расстояние, на котором находится охлаждающий блок 810 от проема выходного потока второго экструдера 802. Диаметр покрытия может уменьшаться с увеличением расстояния от проема выходного потока. Эти технологии могут быть использованы по отдельности или вместе для достижения требуемого диаметра покрытия элементов 204, охлаждающих аэрозоль. The diameter of the extruded material is proportional to the extrusion speed by the second extruder 802. The faster the molten material is forced into the second die 814 by the extruder screw, the larger the coating diameter. The coating diameter is also proportional to the rate at which the coated continuous extruded structure 306 is drawn from the drawing system. The faster the coated continuous extruded structure 306 is pulled out of the stretching system, the smaller the diameter of the coating. Another factor that affects the diameter of the coating is the distance that the cooling block 810 is located from the outlet port of the second extruder 802. The diameter of the coating may decrease with increasing distance from the outlet outlet. These technologies can be used individually or together to achieve the desired coating diameter of the aerosol cooling elements 204.

В некоторых примерах устройство (300, 800) содержит одну или более систем управления. Эти системы управления могут быть способными отслеживать различные параметры. Системы управления могут быть расположены в конце производства, на образцах производства и/или в процессе производства. Например, система 808 проверки диаметра может представлять собой одну из по меньшей мере одной систем измерения диаметра и может представлять собой систему, работающую в режиме онлайн. Система проверки, работающая в режиме онлайн, может отправлять показание на систему управления, которая согласно показанию способна регулировать параметры вышеописанных технологий, влияющих на диаметр, таким образом, чтобы диаметр экструдированного материала оставался в пределах заданного допуска на размер диаметра. Кроме того, система 808 проверки диаметра может быть выполнена с возможностью отправки предупреждающего сигнала на расположенное дальше по ходу потока исполнительное устройство для отбраковки экструдированных частей, которые система 808 проверки диаметра определила как такие, что были изготовлены с экструдированной частью, имеющей неправильный диаметр. In some examples, the device (300, 800) contains one or more control systems. These control systems may be capable of monitoring various parameters. Control systems can be located at the end of production, on production samples and/or during production. For example, diameter verification system 808 may be one of at least one diameter measurement system, and may be an online system. The on-line inspection system may send an indication to a control system which, according to the indication, is capable of adjusting the parameters of the above-described diameter-influencing technologies so that the diameter of the extruded material remains within a predetermined diameter tolerance. In addition, the diameter check system 808 can be configured to send an alert signal to a downstream agent to reject extruded portions that the diameter check system 808 determines were made with an extruded portion having the wrong diameter.

Использование экструзии, как описано в способах 500 и 900, с соответствующими устройствами 300 и 800 согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность изготовления элементов 204, охлаждающих аэрозоль, которые являются механически стабильными и имеют постоянный профиль. Экструдированный профиль, создаваемый во время экструзии, является менее изменяемым, чем профиль, создаваемый способами сжатия фольги. The use of extrusion, as described in methods 500 and 900, with the respective devices 300 and 800 of the present invention allows the production of aerosol cooling elements 204 that are mechanically stable and have a constant profile. The extruded profile created during extrusion is less variable than the profile created by foil compression techniques.

Элементы 204, охлаждающие аэрозоль, полученные на основе способов 500 и 900, имеют дополнительное преимущество, заключающееся в отсутствии этапа склеивания, поскольку непрерывный цилиндр непосредственно образован посредством экструзии. Исключение необходимости в этапе склеивания устраняет связанные проблемы, такие как отверстие на ослабленном шве и неспособность управления диаметром, поскольку диаметр элемента 204, охлаждающего аэрозоль, увеличивается с течением времени из-за расширения оберточного материала. Диаметр элемента 204, охлаждающего аэрозоль, созданного способами согласно настоящему изобретению, является относительно постоянным после того, как экструдированный материал охлажден.The aerosol cooling members 204 obtained from methods 500 and 900 have the additional advantage of not having a gluing step since the continuous cylinder is directly formed by extrusion. Eliminating the need for a gluing step eliminates associated problems such as a hole in a loose seam and inability to control the diameter as the diameter of the cooling spray member 204 increases over time due to expansion of the wrapping material. The diameter of the cooling spray member 204 created by the methods of the present invention is relatively constant after the extruded material is cooled.

Кроме того, способы согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность установки толщины экструдированных частей 100. Это может привести к незначительной неспособности управления весом экструдированных частей 100 или ее отсутствию. In addition, the methods of the present invention allow the thickness of the extruded portions 100 to be set. This may result in little or no weight control failure of the extruded portions 100.

На фиг. 10 показан вид в поперечном сечении фильеры согласно варианту осуществления. Фильера 1000 на фиг. 10 отличается от фильеры 600 на фиг. 6 и 7 тем, что угол 1004 между наиболее приближенной к центру частью охватывающей части 1002 фильеры 1000 и направлением потока поступающего экструдированного материала, проиллюстрированного стрелкой 1008, уменьшен. Уменьшенный угол 1004 может увеличивать силы трения на экструдированном материале по мере того, как он продавливается через фильеру 1000. Это, в свою очередь, может иметь эффект увеличения неровностей поверхности. Неровности поверхности представляют собой любые негладкие признаки (например, трещины, отверстия, разломы, выпуклости и т. д.) на внешней или внутренней поверхности экструдированной части. Эти неровности поверхности могут улучшить свойства теплопередачи элемента, охлаждающего аэрозоль, с воздухом. Это является преимущественным, поскольку можно достичь более низкой температуры аэрозоля в изделии, генерирующем аэрозоль, содержащем элемент, охлаждающий аэрозоль. In FIG. 10 is a cross-sectional view of a spinneret according to an embodiment. Die 1000 in FIG. 10 differs from die 600 in FIG. 6 and 7 in that the angle 1004 between the most central portion of the female portion 1002 of the die 1000 and the flow direction of the incoming extruded material, illustrated by arrow 1008, is reduced. The reduced angle 1004 may increase frictional forces on the extruded material as it is forced through die 1000. This, in turn, may have the effect of increasing surface irregularities. Surface irregularities are any non-smooth features (eg, cracks, holes, breaks, bumps, etc.) on the outer or inner surface of the extruded portion. These surface irregularities can improve the heat transfer properties of the aerosol cooling element with air. This is advantageous because a lower aerosol temperature can be achieved in an aerosol generating article containing an aerosol cooling element.

Для увеличения неровностей поверхности могут применяться другие технологии. Один пример технологии заключается в том, чтобы быстро охлаждать экструдированный материал, например, посредством погружения в очень холодную текучую среду для получения температурного градиента между внутренней стороной и внешней стороной экструдированного материала. Этот температурный градиент может привести к напряжениям в экструдированном материале и привести в результате к появлению поверхностных трещин. Другие примеры технологий включают: увеличение скорости экструзии, увеличение трения внутри камеры и увеличение трения с помощью фильеры. Все это может привести к неровностям поверхности, что может увеличить теплопередачу элемента, охлаждающего аэрозоль, с окружающим воздухом. Other technologies can be used to increase surface roughness. One example of the technique is to rapidly cool the extruded material, for example by immersion in a very cold fluid to create a temperature gradient between the inside and outside of the extruded material. This temperature gradient can stress the extruded material and result in surface cracks. Other examples of technologies include: increasing extrusion speed, increasing friction within the chamber, and increasing friction with a die. All this can lead to surface irregularities, which can increase the heat transfer of the aerosol cooling element with the surrounding air.

Дополнительные преимущества вышеописанного изобретения могут включать снижение необходимого количества материала и уменьшение общей стоимости изготовления. Необходимый материал может быть уменьшен из-за более низкого веса конечного продукта по сравнению с технологиями изготовления элемента, охлаждающего аэрозоль, не являющимися экструзией, такими как процесс сжатия фольги. Общая стоимость может быть уменьшена, поскольку экструзию осуществляют непосредственно из исходного материала, такого как гранулы. Это отличается от процесса сжатия фольги, в котором необходимо, чтобы гранулы были переделаны в фольгу, которой затем придают форму стержня.Additional advantages of the above invention may include a reduction in the amount of material required and a reduction in the overall cost of manufacture. The material needed can be reduced due to the lower weight of the final product compared to non-extrusion aerosol cooling element manufacturing techniques such as the foil compression process. The overall cost can be reduced since the extrusion is carried out directly from the raw material such as pellets. This is different from the foil compression process, which requires the granules to be converted into foil, which is then shaped into a rod.

Claims

1. A product that generates an aerosol containing an element that cools the aerosol, while the element that cools the aerosol contains:

the extruded part;

wherein the extruded portion has a length, and the extruded portion comprises:

an outer surface defining a cross-sectional perimeter perpendicular to the length of the extruded portion; and

an inner surface defining one or more passages along the length of the extruded portion;

wherein the inner surface or the outer surface or both the inner surface and the outer surface contain surface irregularities.

2. The aerosol generating article of claim 1, wherein the one or more passages comprise 50% to 90% of the cross-sectional area formed by the outer surface.

3. An aerosol generating article according to any one of the preceding claims, wherein the aerosol cooling element comprises two or more passages.

4. An aerosol generating article according to any one of the preceding claims, wherein the extruded portion has a circular cross section with a diameter of 5 mm to 10 mm.

5. An aerosol generating article according to any one of the preceding claims, wherein the extruded portion has a length of 7 mm to 28 mm.

6. An aerosol generating article according to any one of the preceding claims, wherein the extruded portion contains polylactic acid.

7. An aerosol generating article according to any of the preceding claims, further comprising an aerosol substrate and a filter, and wherein the aerosol cooling element is positioned between the filter and the aerosol generating substrate.

8. A method for manufacturing an element that cools an aerosol, an article that generates an aerosol, and the method includes the steps:

providing material;

extruding the material through a die to form a continuous extruded structure comprising an inner surface and an outer surface, wherein the inner surface defines one or more passages within the continuous extruded structure and the outer surface defines a cross-sectional perimeter of the continuous extruded structure;

providing surface irregularities on the outer surface or the inner surface, or both the outer surface and the inner surface; and

cutting the continuous extruded structure to form an aerosol cooling element.

9. The method of claim 8, wherein the material is extruded through the die such that one or more passages are formed with a total cross-sectional area that is between 50% and 90% of the cross-sectional area of the continuous extruded structure.

10. A method according to claim 8 or 9, wherein the material is extruded through a die such that two or more passes are formed.

11. The method according to any one of paragraphs. 8-10, wherein the material is extruded through a die such that the cross section of the continuous extruded structure is circular with a diameter of 5 mm to 10 mm.

12. The method according to any one of paragraphs. 8-11, in which the continuous extruded structure is cut into lengths from 7 mm to 28 mm.

13. The method according to any one of paragraphs. 8-12, in which the step of providing surface irregularities involves rapid cooling of the continuous extruded structure.

14. The method according to any one of paragraphs. 8-13, wherein prior to cutting the continuous extruded structure, the method further includes the steps of:

providing a continuous extruded structure; and

extruding additional material through a second die to coat the continuous extruded structure with the extruded outer coating.

15. A method for manufacturing an aerosol generating product, which includes the following steps:

the formation of an element that cools the aerosol, the method according to any one of paragraphs. 8-14;

incorporating an aerosol cooling element into an aerosol generating article.