BR112020005668A2

BR112020005668A2 - dispositivo de geração de aerossol que tem uma massa porosa

Info

Publication number: BR112020005668A2
Application number: BR112020005668-5A
Authority: BR
Inventors: Kevin NORFLEET; Michael Combs; Paul Busby; Raymond Robertson; Whitney Canterbury
Original assignee: Acetate International Llc
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-10-13
Also published as: SG11202002230QA; KR20200057034A; EP3675662A1; JP2021500009A; EA202090607A1; WO2019060723A1; CN111263592A; US20190090533A1

Abstract

Trata-se de um dispositivo de geração de aerossol que inclui um artigo de geração de aerossol que compreende um substrato de formação de aerossol, um elemento de suporte, um elemento de resfriamento de aerossol e um bocal. Pelo menos um dentre o elemento de resfriamento de aerossol e o filtro compreende uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de 0 a 80% em peso de partículas ativas ou inativas.

Description

“DISPOSITIVO DE GERAÇÃO DE AEROSSOL QUE TEM UMA MASSA POROSA” REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[0001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório nº U.S. 62/562.290, depositado em 22 de setembro de 2017, cujo conteúdo e revelação são aqui incorporadas a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente revelação se refere, em geral, a um dispositivo de geração de aerossol que inclui uma massa porosa que compreende um ligante e partículas opcionalmente ativas ou inativas. Em particular, a presente invenção se refere a um dispositivo de geração de aerossol que compreende uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Alguns artigos de fumo fornecem a um fumante um aerossol que é similar a fumo de tabaco. Alguns artigos de fumo geram um vapor de aerossol a partir de um meio de geração de aerossol aquecendo-se o meio de geração de aerossol com uma fonte de combustível, por exemplo, tabaco. O tabaco é suficientemente aquecido ou queimado para vaporizar a nicotina e produzir uma corrente de aerossol que contém nicotina. O artigo de fumo pode ter um cilindro externo de combustível com características de combustão lenta satisfatórias, preferencialmente tabaco cortado ou tabaco reconstituído, que circunda um tubo de metal que contém tabaco, tabaco reconstituído ou outra fonte de nicotina e vapor d'água.

[0004] Em outros artigos de fumo, um aerossol inalável é gerado pela transferência de calor de uma fonte de calor a um substrato ou material de formação de aerossol fisicamente separado, que pode ser localizado dentro, ao redor ou a montante da fonte de calor. Durante o consumo do artigo de geração de aerossol, compostos voláteis são liberados por transferência de calor a partir da fonte de calor e arrastados com o puxado através do artigo de geração de aerossol. À medida que os compostos liberados resfriam pela passagem através de um elemento de resfriamento, os mesmos se condensam para formar um aerossol que é inalado pelo usuário.

[0005] Fibras sintéticas, por exemplo, ésteres de celulose, são amplamente usadas em filtros de fumo for artigos de fumo devido à facilidade com a qual as mesmas podem ser fabricadas para formarem hastes de filtro em equipamento de fabricação de cigarro padrão. Essas fibras sintéticas geralmente compreendem acetato de celulose na forma de fibras ou filamentos pregueados contínuos. Filtros feitos de fibras de éster de celulose funcionam, em geral, removendo-se uma porção da matéria de particulado da fumaça que atravessa as fibras. o pregueamento ou outro posicionamento físico das fibras dentro do filtro serve para aumentar a área de superfície dos filamentos que entram em contato com a fumaça. No entanto, filtros que consistem em tais fibras por si só não resfriam significativamente a corrente de aerossol de alta temperatura e frequentemente exigem componentes adicionais para resfriar o aerossol.

[0006] Cigarros convencionais queimam por combustão o tabaco e geram temperaturas que liberam compostos voláteis. Temperaturas para queimar tabaco podem chegar a mais do que 800 “C e essas altas temperaturas expulsam grande parte da água contida na fumaça desenvolvida do tabaco. A fumaça principal produzida por cigarros convencionais tende a ser percebida por um fumante como tendo uma baixa temperatura devido ao fato de que a mesma é relativamente seca. Um aerossol gerado pelo aquecimento de um substrato de formação de aerossol com ou sem queima pode ter maior teor d'água devido às temperaturas inferiores as quais o substrato é aquecido. Apesar da temperatura inferior de formação de aerossol, a corrente de aerossol gerada por tais sistemas pode ter uma temperatura percebida maior do que a fumaça de cigarro convencional. Portanto, o comprimento geral do artigo de formação de aerossol é maior de modo a resfriar o aerossol gerado a uma temperatura aceitável antes da inalação.

[0007] Portanto, existe a necessidade de um dispositivo de geração de aerossol aprimorado que intensifica a eficiência de resfriamento enquanto mantém características de fumo desejáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Em alguns aspectos, a presente revelação se refere a um dispositivo de geração de aerossol que compreende um artigo de geração de aerossol. O artigo de geração de aerossol pode incluir um substrato de formação de aerossol, um elemento de suporte, um elemento de resfriamento de aerossol e um bocal. Em pelo menos uma porção do pelo menos um dentre o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol, e o bocal compreendem uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas. Em algumas modalidades, cada um dentre o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreende a massa porosa. Em outras modalidades, somente um ou combinações de dois dentre o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreendem a massa porosa. O ligante pode compreender um polietileno de peso molecular muito alto, um polietileno de peso molecular ultra-alto ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o ligante pode ser selecionado a partir do grupo que inclui poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliacrílicos, polistirenos, polivinilas, celulósicas e combinações dos mesmos. O ligante pode compreender adicionalmente poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliacrílicos, polistirenos, polivinilas, celulósicas ou combinações dos mesmos.

Em algumas modalidades, as partículas são partículas ativas que podem ser selecionadas a partir do grupo que inclui resinas de troca iônica, dissecantes, silicatos, tamises moleculares, géis de sílica, alumina ativada, perlita, sepiolita, Terra de Fuller, silicato de magnésio, óxidos de metal, carbono ativado, carvões vegetais ativados e combinações dos mesmos.

Em outras modalidades, a massa porosa pode incluir partículas inativas que compreendem materiais estáveis em calor tais como carbonos adsorventes.

Os carbonos adsorventes podem ser selecionados a partir do grupo que inclui carbonos de grau poroso, grafite, carbonos de baixa atividade, e carbonos não ativados.

Em outras modalidades, as partículas inativas compreendem sólidos inorgânicos selecionados a partir do grupo que inclui cerâmica, vidro, alumina, vermiculita, argilas, bentonita e materiais inertes.

A massa porosa pode compreender de 30 a 80% em peso de ligante e de 20 a 70% em peso de partículas ativas ou inativas, de 30 a 70% em peso de ligante e de 30 a 70% em peso de partículas ativas ou inativas, ou de 40 a 70% em peso de ligante e de 30 a 60% em peso de partículas ativas ou inativas.

Em outras modalidades, a massa porosa pode compreender de 70 a 100% em peso de ligante e de O a 30% em peso de partículas ativas ou inativas.

Em algumas modalidades, o ligante pode ser um polietileno de peso molecular muito alto e as partículas ativas podem ser carbono ativado.

A massa porosa pode ter uma queda de pressão encapsulada de menos do que 3,0 mm de água/mm de comprimento ou de menos do que 1,0 mm de água/mm de comprimento.

O ligante pode ser configurado para passar por ciclos de calor repetidos sem deformação estrutural.

O ligante pode ser configurado para passar por menos do que 10% de mudança de queda de pressão.

O ligante pode ser hidrofóbico.

A massa porosa pode ser configurada para fornecer um fluxo de ar de múltiplas trajetórias. Em algumas modalidades, a massa porosa compreende 100% em peso de ligante. O suporte e o elemento de resfriamento de aerossol podem ser combinados em uma unidade única unidade e a queda de pressão pode ser substancialmente igual conforme comparado ao suporte e elementos de resfriamento de aerossol como unidades separadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A presente invenção será mais bem entendida em vista das Figuras não limitante anexas, nas quais:

[0010] A Figura 1 mostra uma vista em corte transversal de uma disposição de geração de aerossol de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

[0011] A Figura 2 mostra uma vista em corte transversal de um artigo de geração de aerossol de acordo com algumas modalidades da presente invenção;

[0012] A Figura 3 mostra uma vista em corte transversal do dispositivo de geração de aerossol que compreende um elemento de aquecimento e o artigo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção;

[0013] A Figura 4 mostra uma vista em corte transversal do bocal do dispositivo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção;

[0014] A Figura 5 mostra outra vista em corte transversal do bocal do dispositivo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção;

[0015] A Figura 6 mostra ainda outra vista em corte transversal do bocal do dispositivo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção;

[0016] A Figura 7 mostra ainda outra vista em corte transversal do bocal do dispositivo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção;

[0017] A Figura 8 mostra ainda outra vista em corte transversal do bocal do dispositivo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção; e

[0018] A Figura 9 mostra um fotomicrográfico de uma seção da massa porosa, de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO I. Introdução

[0019] A presente revelação é direcionada a um dispositivo de geração de aerossol que compreende um substrato de formação de aerossol, um elemento de suporte, um elemento de resfriamento de aerossol e um bocal. Pelo menos uma porção do pelo menos um dentre o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol, e o bocal podem compreender uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas. Em alguns aspectos, uma porção do elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol, e o bocal compreendem, cada um, uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas. A massa porosa fornece um fluxo de ar de múltiplas trajetórias que aprimora a redução de temperatura para o elemento de resfriamento de aerossol permitindo uma redução no comprimento geral do dispositivo de geração de aerossol.

[0020] Em algumas modalidades, a estrutura da massa porosa fornece queda de pressão encapsulada mínima (isto é, perda de pressão enquanto se desloca através da massa porosa) enquanto maximiza a interação do aerossol com o ligante e partículas ativas ou inativas. O ligante ajuda a promover resfriamento rápido do aerossol passando por uma mudança de fase, mas realiza isso sem deformação significativa, permitindo que o calor da fusão seja utilizado para remoção de calor sem degradar o desempenho ou estrutura do filtro. O ligante amolecerá para remover rapidamente calor e então liberar gradualmente esse calor visto que o mesmo se solidifica no período entre sopros. Esse projeto pode ser intensificado, modificado ou complementado com um material ativo ou inativo incluído no ligante para promover a filtração selecionada ou modificar a adsorção de calor e liberar perfis.

[0021] De modo vantajoso, com uso de um elemento de suporte, um elemento de resfriamento de aerossol, e/ou um bocal que compreende uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas, promove resfriamento rápido do aerossol. Adicionalmente, os valores de queda de pressão do bocal ou elemento de resfriamento de aerossol são também diminuídos, causando aprimoramentos na tragada enquanto mantém a dureza desejada do bocal e propriedades de resfriamento pelo elemento de suporte, elemento de resfriamento de aerossol, e/ou o bocal, mesmo após uso repetido. Especificamente, as propriedades estruturais da massa porosa são bem adequadas para passar por mudança de calor de fusão sem mudar significativamente ou deformar a estrutura. A massa porosa tem desempenho satisfatório ao reduzir o calor, mas também pode fornecer propriedades sensoriais positivas simultaneamente se for desejado.

II. Dispositivo de Geração de Aerossol

[0022] Em referência às Figuras 1 a 3, são mostradas algumas modalidades de um dispositivo de geração de aerossol (as mesmas são representativas, porém, não limitadoras aos dispositivos contemplados doravante). Em algumas modalidades, o dispositivo de geração de aerossol pode incluir, porém, sem limitação, dispositivos de fumo eletrônicos, dispositivos de geração de aerossol que têm uma fonte de combustível, dispositivos de fumo sem fumaça, etc. Doravante, será feita referência a dispositivos de geração de aerossol (a menos que especificado de outro modo).

[0023] A Figura 1 ilustra um dispositivo de geração de aerossol 1 de acordo com algumas modalidades da presente invenção. A disposição de geração de aerossol 1 compreende uma haste de material de fumo 2 e um bocal 3. O bocal 3 pode compreender uma massa porosa que compreende de a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas. O bocal 3 é fixado à haste de material de fumo 2 por um envoltório de basculamento 4. A haste de material de fumo 2 compreende um envoltório exterior 5, um fonte de combustível coaxialmente localizada 6 e material de fumo cortado 7 disposto entre a fonte de combustível 6 e o envoltório 5.

[0024] Em operação, o dispositivo de geração de aerossol 1 é acendido e queima ao longo do comprimento da fonte de combustível produzindo fumaça de fluxo lateral muito pouco visível. A fumaça de fluxo lateral visível produzida é derivada dos componentes orgânicos no artigo de fumo e é mais visível ao fim de um sopro. o envoltório substancialmente não combustível é carbonizado para produzir um cinza branca frangível, similar a cinza de cigarro convencional e que pode ser retirada pelo fumante, conforme necessário. O envoltório exterior não combustível 5, mediante carbonização, também produz uma linha de queima escura que avança ao longo do artigo de fumo à medida que a queima progride. O artigo de fumo queima para trás ao longo da fonte de combustível 6. Conforme a queima ocorre, um aerossol é produzido a partir do material de fumo cortado de geração de aerossol 7, cujo aerossol é tragado para a boca do fumante. Devido às propriedades de resfriamento rápido da massa porosa, o aerossol é resfriado antes da inalação.

[0025] A Figura 2 ilustra um artigo de geração de aerossol 10 exemplificador. O artigo de geração de aerossol 10 pode compreender quatro elementos dispostos em alinhamento coaxial: um substrato de formação de aerossol 20, um elemento de suporte 30, um elemento de resfriamento de aerossol 40 e um bocal 50. Esses quatro elementos são dispostos sequencialmente e podem ser circunscritos por um envoltório externo 60 para formar o artigo de geração de aerossol 10. O elemento de suporte 30, elemento de resfriamento de aerossol 40 e bocal 50 podem ser denominados coletivamente como um “filtro”. O artigo de geração de aerossol 10 tem uma extremidade proximal ou bucal 70, que um usuário (ou usuária) insere em sua boca durante o uso, e uma extremidade distal 80 localizada na extremidade oposta do artigo de geração de aerossol 10 à extremidade bucal 70. No entanto, deve-se entender que os componentes no artigo de geração de aerossol não precisam ser dispostos de tal maneira, e que pode haver outras configurações possíveis. De fato, os componentes no artigo de geração de aerossol podem ser dispostos em disposições alternativas que não são coaxiais com outros componentes, por exemplo, uma disposição de deslocamento, uma disposição de sobreposição, combinações dos mesmos, etc. Além disso, devido às propriedades de resfriamento rápido da massa porosa, alguns desses componentes podem ser encurtados ou inteiramente removidos do artigo de geração de aerossol 10.

[0026] Em uso, o ar é tragado através do artigo de geração de aerossol 10 por um usuário da extremidade distal 80 à extremidade bucal 70, ou a extremidade proximal. A extremidade distal 80 do artigo de geração de aerossol 10 também pode ser descrita como a extremidade a jusante do artigo de geração de aerossol 10 e a extremidade bucal 70 do artigo de geração de aerossol 10 também pode ser descrita como a extremidade a montante do artigo de geração de aerossol 10. Elementos do artigo de geração de aerossol 10 localizados entre a extremidade bucal 70 e a extremidade distal 80 podem ser descritos como sendo a jusante da extremidade bucal 70 ou, alternativamente, a montante da extremidade distal 80, conforme apropriado.

[0027] O substrato de formação de aerossol 20 é localizado na extremidade distal ou a jusante extrema do artigo de geração de aerossol 10. Nas modalidades ilustradas na Figura 2, o substrato de formação de aerossol 20 pode compreender uma folha reunida de material de tabaco homogeneizado pregueado circunscrito por um envoltório. A folha pregueada de material de tabaco homogeneizado pode compreender um formador de aerossol, tal como glicerina.

[0028] O elemento de suporte 30 pode ser localizado imediatamente a montante do substrato de formação de aerossol 20 e é contíguo ao substrato de formação de aerossol 20. Em alguns aspectos, o substrato de formação de aerossol 20 pode ser proximal ao elemento de suporte 30, porém, sem contiguidade. Nas modalidades mostradas na Figura 2, o elemento de suporte 30 pode ser um tubo de acetato de celulose oco. O elemento de suporte 30 localiza o substrato de formação de aerossol 20 na extremidade distal extrema 80 do artigo de geração de aerossol 10 de modo que o mesmo possa ser penetrado por um elemento de aquecimento de um dispositivo de geração de aerossol. Conforme descrito mais abaixo, o elemento de suporte 30 atua pra impedir que o substrato de formação de aerossol 20 seja forçado a montante dentro do artigo de geração de aerossol 10 em direção ao elemento de resfriamento de aerossol 40 quando um elemento de aquecimento de um dispositivo de geração de aerossol é inserido no substrato de formação de aerossol 20, ou à medida que o calor de outro modo pode ser aplicado ao substrato de formação de aerossol 20. Em algumas modalidades, o elemento de suporte 30 também atua como um espaçador para espaçar O elemento de resfriamento de aerossol 40 do artigo de geração de aerossol 10 do substrato de formação de aerossol 20. Em algumas modalidades, o elemento de suporte 30 e o elemento de resfriamento de aerossol 40 pode formar uma unidade única do artigo de geração de aerossol 10, que pode permitir que o bocal seja alongado, e/ou pode permitir que o comprimento total geral do elemento de suporte 30, do elemento de resfriamento de aerossol 40, e do bocal 50 seja reduzido. Por exemplo, essa unidade única pode ser formada quando o bocal compreende uma haste de filtro que compreende uma massa porosa. Em alguns aspectos, quando a unidade única é formada, a queda de pressão é substancialmente igual conforme comparado ao elemento de suporte e ao elemento de resfriamento de aerossol, cada um como unidades separadas, por exemplo, dentro de 0,5%.

[0029] Conforme mostrado na Figura 2, o elemento de resfriamento de aerossol 40 é localizado imediatamente a montante do elemento de suporte 30 e é contíguo à extremidade proximal do elemento de suporte 30. Em outras modalidades, o elemento de resfriamento de aerossol 40 não é contíguo à extremidade proximal do elemento de suporte 30. Em uso, substâncias voláteis liberadas do substrato de formação de aerossol 20 se deslocam a montante ao longo do elemento de resfriamento de aerossol 40 em direção à extremidade bucal 70 do artigo de geração de aerossol 10. As substâncias voláteis pode resfriar dentro do elemento de resfriamento de aerossol 40 para formar um aerossol que é inalado pelo usuário. O elemento de resfriamento de aerossol pode incluir uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas, circunscrito por um envoltório 90. A massa porosa pode definir uma pluralidade de canais for fluxo de ar que se estende ao longo do comprimento do elemento de resfriamento de aerossol 40.

[0030] O bocal 50 é localizado imediatamente a montante do elemento de resfriamento de aerossol 40 e é contíguo à extremidade proximal do elemento de resfriamento de aerossol 40. Em algumas modalidades, o bocal pode não ser contíguo à extremidade proximal do elemento de resfriamento de aerossol 40. Em alguns aspectos, o disposição de geração de aerossol pode compreender adicionalmente outro elemento de suporte entre o elemento de resfriamento de aerossol 40 e o bocal 50. Conforme mostrado na Figura 2, o bocal 50 compreende uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas.

[0031] Para montar o artigo de geração de aerossol 10, os quatro elementos descritos acima são alinhados e hermeticamente envoltos dentro do envoltório externo 60. Na modalidade ilustrada na Figura 2, o envoltório externo é um papel de cigarro convencional.

[0032] Em algumas modalidades, uma porção de extremidade distal do envoltório externo 60 do artigo de geração de aerossol 10 é circunscrito por uma banda de papel de basculamento (não mostrado).

[0033] O artigo de geração de aerossol 10 ilustrado na Figura 2 é projetado para se engatar com um dispositivo de geração de aerossol que compreende um elemento de aquecimento de modo a formar um aerossol que é consumido por um usuário. Em uso, o elemento de aquecimento do dispositivo de geração de aerossol aquece o substrato de formação de aerossol 20 do artigo de geração de aerossol 10 a uma temperatura suficiente para volatilizar compostos que têm capacidade de formar um aerossol, que é tragado a jusante através do artigo de geração de aerossol 10 e inalado pelo usuário.

[0034] A Figura 3 ilustra uma porção de um sistema de geração de aerossol 100 exemplificador que compreende um dispositivo de geração de aerossol 110 e um artigo de geração de aerossol 10 de acordo com a modalidade descrita acima e ilustrada na Figura 2.

[0035] Em uma modalidade, o dispositivo de geração de aerossol 110 compreende um elemento de aquecimento

120. Conforme mostrado na Figura 3, o elemento de aquecimento 120 é montado dentro de uma câmara de recebimento de artigo de geração de aerossol do dispositivo de geração de aerossol

110. Em uso, o usuário insere o artigo de geração de aerossol na câmara de recebimento de artigo de geração de aerossol do dispositivo de geração de aerossol 110 de modo que o elemento de aquecimento 120 seja diretamente inserido no substrato de formação de aerossol 20 do artigo de geração de aerossol 10 conforme mostrado na Figura 3. Na modalidade mostrada na Figura 3, o elemento de aquecimento 120 do dispositivo de geração de aerossol 110 é um lâmina aquecedora. Evidentemente, outras configurações de dispositivo de geração de aerossol podem ser empregadas sem se desviar do escopo da presente revelação.

[0036] O dispositivo de geração de aerossol 110 compreende uma fonte de alimentação e eletrônica (não mostrada) que permitem que o elemento de aquecimento 120 seja atuados. Tal atuação pode ser manualmente operado ou pode ocorrer automaticamente em resposta a um usuário que traga em um artigo de geração de aerossol 10 inserido na câmara de recebimento de artigo de geração de aerossol do dispositivo de geração de aerossol 110. Uma pluralidade de aberturas são opcionalmente fornecidas no dispositivo de geração de aerossol para permitir que o ar flua ao artigo de geração de aerossol 10. A Figura 3 fornece uma direção exemplificadora de fluxo de ar conforme ilustrado pelas setas.

Em outros aspectos, a massa porosa tanto no elemento de resfriamento de aerossol, o suporte, o bocal, como em qualquer combinação dos mesmos, pode fornecer fluxo de ar de múltiplas trajetórias.

A estrutura da massa porosa pode incluir um ou mais canais para fluxo de ar multidirecional.

Em dispositivos de geração de aerossol convencionais, ar precisa atravessar primeiro o elemento de suporte que tem pouco a nenhum efeito de resfriamento.

O ar então atravessa o elemento de resfriamento de aerossol e, finalmente, o bocal.

Sem se limitar à teoria, acredita-se que a massa porosa permite tal fluxo de ar multidirecional devido ao fato de que, diferente de uma fibra pregueada que é unicamente orientada paralela ao fluxo de ar, os poros da massa porosa são aleatórios.

Portanto, a massa porosa não restringe a direção de fluxo de ar e, em vez disso, fornece uma trajetória tortuosa, causando resfriamento aprimorado.

Desse modo, a massa porosa aprimora a redução de temperatura para o elemento de resfriamento de aerossol, o elemento de suporte, e/ou o bocal.

Tal redução de temperatura aprimorada também pode permitir que o elemento de resfriamento de aerossol, o suporte, e/ou o bocal tenham comprimento mais curto quando uma massa porosa é usada em um dos elementos, conforme comparado a uma fibra pregueada.

Esses efeitos são adicionalmente amplificados pela eficiência do ligante e das partículas ativas ou inativas opcionais.

Adicionalmente, a estabilidade do ligante em temperaturas mais altas pode permitir que o filtro funcione quando colocada diretamente contra o segmento de geração de aerossol.

O elemento de suporte 40 do artigo de geração de aerossol 10 resiste à força de penetração experimentada pelo artigo de geração de aerossol 10 durante a inserção do elemento de aquecimento 120 do dispositivo de geração de aerossol 110 no substrato de formação de aerossol 20. Como resultado, o elemento de suporte 40 do artigo de geração de aerossol 10 resiste ao movimento a jusante do substrato de formação de aerossol dentro do artigo de geração de aerossol 10 durante a inserção do elemento de aquecimento do dispositivo de geração de aerossol no substrato de formação de aerossol.

[0037] Uma vez que o elemento de aquecimento interno 120 é inserido no substrato de formação de aerossol do artigo de geração de aerossol 10 e atuado, o substrato de formação de aerossol 20 do artigo de geração de aerossol 10 é aquecido a uma temperatura de menos do que 400 ºC (ou outra temperatura conforme discutido no presente documento) pelo elemento de aquecimento 120 do dispositivo de geração de aerossol 110. Nessa temperatura, compostos voláteis são desenvolvidos a partir do substrato de formação de aerossol do artigo de geração de aerossol 10. À medida que um usuário traga na extremidade bucal 70 do artigo de geração de aerossol 10, os compostos voláteis desenvolvidos a partir do substrato de formação de aerossol 20 são tragados a jusante através do artigo de geração de aerossol 10 e se condensam para formar um aerossol que é tragado através do bocal 50 do artigo de geração de aerossol 10 na boca do usuário.

[0038] À medida que o aerossol passa a jusante através do elemento de resfriamento de aerossol 40, a temperatura do aerossol pode ser reduzida devido à transferência de energia térmica do aerossol ao elemento de resfriamento de aerossol 40. Quando o aerossol entra no elemento de resfriamento de aerossol 40, sua temperatura pode estar na ordem de 60 “C. Devido ao resfriamento dentro do elemento de resfriamento de aerossol 40, a temperatura do aerossol à medida que o mesmo sai do elemento de resfriamento de aerossol pode estar na ordem de 40ºC. Desse modo, uma redução de temperatura de pelo menos 10 ºC, por exemplo, pelo menos 20 ºC ou pelo menos 30 ºC, podem ser alcançados.

III. Massa Porosa

[0039] Conforme descrito no presente documento, a presente revelação se refere a uma massa porosa usada em um dispositivo de fumo, particularmente, um dispositivo de geração de aerossol. Especificamente, a massa porosa pode formar pelo menos uma porção do elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol, o bocal, ou alguma combinação de qualquer ou todo o dispositivo de geração de aerossol.

[0040] Nas modalidades mostradas nas Figuras 4 a 8, várias disposições do bocal que tem a massa porosa são mostradas e descritas. Essas modalidades são ilustrativas de qualquer combinação de materiais convencionais, por exemplo, acetato de celulose e a massa porosa no bocal. É contemplado que o elemento de suporte e o elemento de aerossol também pode incluir a massa porosa em várias disposições, no entanto, as mesmas não são mostradas nas Figuras 4 a 8.

[0041] As Figuras 4 a 8 ilustram várias modalidades do bocal do dispositivo de geração de aerossol da Figura 2, de acordo com as modalidades da presente invenção; Conforme descrito em referência ao bocal, o “filtro 51” é diferente da combinação “filtro” do bocal, suporte, e elemento de resfriamento de aerossol em referência no presente documento. O bocal 50 inclui um filtro 3 que pode compreender uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas. Por exemplo, na Figura 4, o filtro 51 inteiro do bocal 50 pode compreender a massa porosa substancialmente uniforme.

[0042] Na Figura 5, o bocal 50 tem um filtro 51 que inclui dois segmentos. Nessa modalidade, a massa porosa 53 é localizada adjacente à extremidade bucal 70 do bocal

50. Materiais de filtro convencionais 52 podem ser localizadas a jusante adjacente ao elemento de resfriamento de aerossol. É também contemplado que a massa porosa 53 pode ser localizada a jusante adjacente ao elemento de resfriamento de aerossol 40. Por exemplo, a Figura 6 ilustra uma modalidade do bocal 50 em que os materiais de filtro convencionais 53 são a montante adjacentes à extremidade bucal 70, e a massa porosa 52 é a jusante adjacente ao elemento de resfriamento de aerossol 40.

[0043] Na Figura 7, o bocal 50 inclui um filtro de múltiplos segmentos 51 que compreende três segmentos. Nessa modalidade, materiais de filtro convencionais 53 podem flanquear a massa porosa 52. Por exemplo, um material de filtro convencional 53 pode ser fornecido em uma extremidade proximal adjacente à extremidade bucal 70 e outro material de filtro convencional pode ser fornecido a jusante proximal ao elemento de resfriamento de aerossol 40 com a massa porosa 52 ensanduichado entre os mesmos. De modo similar, conforme mostrado na Figura 8, uma ou mais massas porosas 52 podem flanquear materiais de filtro convencionais 53 em uma disposição similar com uma massa porosa 52 em uma extremidade proximal adjacente à extremidade bucal 70 e outra massa porosa 52 pode ser fornecida a jusante proximal ao elemento de resfriamento de aerossol 40, e o filtro 53 convencional é ensanduichado entre os mesmos. Nas modalidades ilustradas nas Figuras 7 e 8, os segmentos de filtro podem ser qualquer combinação de materiais convencionais e massa porosa (visto que pelo menos uma dessas seções é a massa porosa. Em algumas modalidades, o elemento de suporte e o elemento de resfriamento de aerossol compreendem uma massa porosa e o bocal pode compreender acetato de celulose.

[0044] As modalidades supracitadas são representativas e não limitadoras. Evidentemente, os filtros inventivos podem ter qualquer número de seções, por exemplo, 2, 3, 4, 5, 6, OU Mais seções. Além disso, as seções podem ser iguais entre si ou diferentes entre si. Por exemplo, as seções podem ter uma disposição empilhada dos materiais de filtro. Os filtros pode ter um diâmetro na faixa de 5 a 10 mm e um comprimento de 5 a 100 mm.

[0045] Em algumas modalidades, o elemento de suporte pode compreender a massa porosa. Em outras modalidades, o elemento de resfriamento de aerossol compreende à massa porosa. Em algumas modalidades, o bocal compreende a massa porosa. Em outras modalidades, o elemento de suporte e o elemento de resfriamento de aerossol compreendem a massa porosa. Em outras modalidades, o elemento de suporte e o bocal compreendem a massa porosa. Em modalidades adicionais, o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreendem a massa porosa. Em outras modalidades, o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreendem a massa porosa.

[0046] A massa porosa descrita no presente documento pode ser preparada como uma haste de filtro a ser usada como um filtro em um dispositivo de geração de aerossol. Em algumas modalidades, produzir filtros e/ou seções de filtro pode envolver cortar os comprimentos de haste de filtro ou hastes de filtro. Em algumas modalidades, produzir seções de filtro pode envolver cortar comprimentos de haste de filtro, hastes de filtro ou filtros. Os comprimentos de haste de filtro, hastes de filtro, e/ou seções de filtro podem ter qualquer formato de corte transversal que inclui, porém, sem limitação, circular, substancialmente circular, ovular, substancialmente ovular, poligonal (incluindo aqueles com cantos arredondados), ou qualquer híbrido dos mesmos.

[0047] Nas modalidades supracitadas, os materiais convencionais e massa porosa são unidos. Unido, conforme usado no presente documento, significa que a massa porosa é em linha (ou em série) com a coluna de tabaco; de modo que, quando o usuário traga no cigarro aquecido, fumaça da coluna de tabaco precise atravessar (por exemplo, em série) a massa porosa e, com máxima frequência, através tanto da massa porosa quanto dos materiais de filtro convencionais. Conforme mostrado nas Figuras 5 a 8, a massa porosa e os materiais de filtro convencionais são coaxiais, justapostos (próximo, mas não em contato), contíguo, e têm áreas de corte transversal equivalentes (ou áreas de corte transversal substancialmente equivalentes). Mas, entende-se que à massa porosa e os materiais convencionais, não precisam ser unidos de tal maneira, e que pode haver outras configurações possíveis. Além disso, embora seja previsto que a massa porosa, com máxima frequência, será usada em um configuração combinada ou de filtro de múltiplos segmentos, conforme mostrado nas Figuras 5 a 8; a invenção não é tão limitada e o filtro pode compreender somente a massa porosa, conforme discutido acima em relação à Figura 4. Além disso, embora seja previsto que a massa porosa será justaposta à coluna de tabaco, conforme mostrado na Figura 2, a mesma não é tão limitada. Por exemplo, a massa porosa pode ser separada do tabaco por uma cavidade oca (por exemplo, um tubo ou canal).

[0048] Os materiais de filtro convencionais empregados pode incluir, porém, sem limitação, estopas fibrosas (por exemplo, estopa de acetato de celulose, estopa de poliolefina e combinações dos mesmos), papel, câmaras vazias (por exemplo, formadas por elementos rígidos, tais como papel ou plástico), câmaras vazias defletidas e combinações dos mesmos. Também incluídas são estopas fibrosas e papéis com ingredientes ativos (aderidos às mesmas ou impregnados nas mesmas ou de outro modo, incorporados com as mesmas). Tais materiais ativos incluem carbono (ou carvão vegetal) ativado, resinas de troca iônica, dissecantes, ou outros materiais adaptados para afetar o fumo de tabaco. As câmaras vazias podem ser preenchidas (ou parcialmente preenchidas) com ingredientes ativos ou materiais que incorporam os ingredientes ativos. Tais ingredientes ativos incluem carbono (ou carvão vegetal) ativado, resinas de troca iônica, dissecantes, ou outros materiais adaptados para afetar o fumo de tabaco. Adicionalmente, o material convencional pode ser uma massa porosa de ligante (isto é, o ligante por si só sem nenhuma partícula ativa). Por exemplo, essa massa porosa sem partículas ativas podem ser feitas com partículas termoplásticas (tais como pós de poliolefina, incluindo o ligante discutido abaixo) que são ligadas ou moldadas entre si em um formato cilíndrico poroso.

[0049] Em algumas modalidades, a massa porosa pode compreender partículas inativas que são materiais estáveis em calor. As partículas inativas podem compreender carbonos —“adsorventes incluindo, porém, sem limitação, carbonos de grau poroso, grafite, carbonos de baixa atividade, e carbonos não ativados. Em outras modalidades, as partículas inativas compreendem sólidos inorgânicos incluindo, porém, sem limitação, cerâmica, vidro, alumina, vermiculita, vidros, bentonita e materiais inertes.

[0050] A massa porosa compreende partículas ativas ou inativas ligadas entre si com ligante. Por exemplo, a Figura 9 mostra um fotomicrográfico de uma modalidade da massa porosa em que partículas ativas (por exemplo, partículas de carbono ativado) 57 são ligadas à massa porosa pelo ligante 58. (As partículas ativas e o ligante são discutidas em mais detalhes abaixo.) Essa massa porosa é construída de modo que a mesma tenha uma queda de pressão encapsulada mínima (isto é, perda de pressão enquanto se desloca através da massa porosa) enquanto maximiza as partículas ativas área de superfície (isto é, a funcionalidade da partícula ativa é aumentada expondo-se a área de superfície dessas partículas). Nota: nessa modalidade (Figura 9), ligante e partículas ativas são unidos em pontos de contato, os pontos de contato são aleatoriamente distribuídos por toda a massa porosa, e o ligante reteve seu formato físico original (ou reteve substancialmente seu formato original, por exemplo, não mais do que 10% de variação (por exemplo, enrugamento) em formato do original).

[0051] Em termos de faixas, a massa porosa pode compreender de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas, por exemplo, de 0,01 a 80% em peso, de 5 a 75% em peso, de 10 a 75% em peso, de 20 a 70% em peso, de 0 a 30% em peso, de 30 a 70% em peso, de 30 a 60% em peso, ou de 40 a 50% em peso. Em alguns aspectos, as partículas pode estar presente, mas a massa porosa pode compreender menos do que 80% em peso de partículas ativas ou inativas, por exemplo, menos do que 70% em peso, menos do que 60% em peso, menos do que 50% em peso, menos do que 40% em peso, menos do que 30% em peso, menos do que 20% em peso, menos do que 10% em peso, ou menos do que 5% em peso. A massa porosa pode compreender de 20 a 100% em peso de ligante, por exemplo, de 70 a 100% em peso, de 20 a 99,9% em peso, de 25 a 95% em peso, de 25 a 90% em peso, de 30 a 70% em peso, de 30 a 80% em peso, de 40 a 70% em peso ou de 50 a 60% em peso. Em algumas modalidades, a massa porosa pode compreender 100% em peso de ligante.

[0052] Em algumas modalidades, a massa porosa tem um volume morto na faixa de 40 a 90%. Em outra modalidade, a mesma tem um volume morto de 60 a 90%. Em ainda outra modalidade, a mesma tem um volume morto de 60 a 85%. Volume morto se refere ao espaço livre entre as partículas ativas e o ligante depois que a massa porosa é formada.

[0053] Conforme usado no presente documento, o termo “queda de pressão encapsulada” ou “EPD” se refere à diferença de pressão estática entre as duas extremidades de um espécime quando o mesmo é atravessado por um fluxo de ar sob condições imediatas quando o fluxo de volume é 17,5 ml/seg. na extremidade de saída quando o espécime é completamente encapsulado em um dispositivo de medição de modo que nenhum ar possa atravessar o invólucro. EPD foi medido no presente documento sob o CORESTA (“Centro de Cooperação para Pesquisa Científica Relativa a Tabaco” Método Recomendado Nº 41, com data de junho de 2007. Valores de EPD mais alto se traduzem no fumante tendo de tragar um dispositivo de fumo com mais força. A massa porosa opcionalmente tem uma queda de pressão encapsulada (EPD) de menos do que 3,0 mm de água por mm de comprimento de massa porosa. Em outra modalidade, a massa porosa tem uma EPD de menos do que 1,0 mm de água por mm de comprimento de massa porosa. E, em ainda outra modalidade, a massa porosa tem um EPD igual ou menor do que 0,6 mm de água por mm de comprimento de massa porosa (ou não maior do que 0,6 mm de água por mm de comprimento de massa porosa) ou igual ou menor do que 0,5 mm de água por mm de comprimento de massa porosa (ou não maior do que 0,5 mm de água por mm de comprimento de massa porosa). Em algumas modalidades, para obter a EPD desejada, as partículas ativas precisam ter um tamanho de partícula maior do que o ligante. Em uma modalidade, a razão do tamanho de partícula de ligante para tamanho de partícula ativa está na faixa de 1:1,5 a 4,0.

[0054] Em algumas modalidades, a massa porosa tem um comprimento de 2 a 25 mm, por exemplo, de 5 a 20 mm ou de 15 a 20 mm.

[0055] A massa porosa pode ter qualquer formato físico; em uma modalidade, Oo mesmo está no formato de um cilindro.

[0056] As partículas ativas ou inativas podem ser qualquer material adotado para intensificar a fumaça que flui através do mesmo e facilitar a remoção de calor ou dissipação de calor, por exemplo, materiais com alta capacidade de calor. Por “adotado(a) para intensificar a fumaça que flui através do mesmo” é representado que qualquer material que pode remover ou adicionar componentes para fumo. A remoção pode ser seletiva. Em fumo de tabaco de um cigarro, carbonilas (por exemplo, formaldeído, acetaldeído, acetona, propionaldeído, crotonaldeído, butiraldeído, metiletilcetona, acroleína) e outros compostos (por exemplo, benzeno, 1,3 butadieno, e benzo[a]pireno (ou BaPyrene)), por exemplo, podem ser seletivamente removidos. Um exemplo de tal material é carbono ativado (ou carvão vegetal ativado ou carvão ativado). O carbono ativado pode ser baixa atividade (50 a 75% de absorção de CClas) ou alta atividade (75-95% de absorção de CCla) ou uma combinação ambos. Outros exemplos de tais materiais incluem resinas de troca iônica, dissecantes, silicatos, tamises moleculares, géis de sílica, alumina ativada, perlita, sepiolita, Terra de Fuller, silicato de magnésio, óxidos de metal (por exemplo, óxido de ferro), e combinações dos supracitados (incluindo carbono ativado). Resinas de troca iônica incluem, por exemplo, um polímero com um espinha dorsal, tais como copolímero de benzeno de estireno-divinila (DVB), acrilatos, metacrilatos, condensados de fenol formaldeído, e condensados de amina de epiclorohidrina; e uma pluralidade de grupos funcionais eletricamente carregados fixados à espinha dorsal de polímero. Em uma modalidade, as partículas ativas são combinação de várias partículas ativas.

[0057] Em algumas modalidades, as partículas ativas têm um tamanho médio de partícula de 0,5 a 5.000 mícrons, por exemplo, de 10 a 1.000 mícrons, ou de 200 a 900 mícrons, ou uma mistura de tamanhos de partícula. Em modalidades adicionais, as partículas ativas pode ser uma mistura de vários tamanhos de partícula que têm um tamanho médio de partícula de 0,5 a 5.000 mícrons, por exemplo, de a 1.000 mícrons, ou de 200 a 900 mícrons.

[0058] O ligante pode ser qualquer ligante que supera os ciclos de calor que ocorrem durante o uso do dispositivo de geração de aerossol, por exemplo, aquecimento repetido em temperaturas de até 300 ºC. Conforme usado no presente documento, os “ciclos de calor” em um dispositivo de geração de aerossol podem ser 14 “sopros” ou tragadas no dispositivo, ou o uso do dispositivo por 6 minutes (independente do que ocorra primeiro). Em uma modalidade, o ligante não exibe virtualmente nenhum fluxo em sua temperatura de fusão. Isso significa um material que, quando aquecida a sua temperatura de fusão, exibe pouco a nenhum fluxo de polímero. Pouco ou nenhum fluxo de polímero é vantajoso devido ao fato de que mesmo em temperaturas maiores do que o ponto de fusão do ligante, o ligante não será significativamente reposicionado ou movido dentro do dispositivo de geração de aerossol. Materiais que atendem a esses critérios incluem, porém, sem limitação, polietileno de peso molecular ultra-alto, polietileno de peso molecular muito alto, polietileno de alto peso molecular e combinações dos mesmos. O ligante é configurado para passar por ciclos de calor repetidos sem deformação estrutural em 350 “C ou menos. Por exemplo, a estrutura do ligante passa por menos do que uma mudança de pressão a 10% durante ciclos de calor repetidos. O ligante também pode ser hidrofóbico o que permite condensação de vapor d'água para facilitar a remoção de calor e, de modo vantajoso, alguma filtração seletiva de fenóis.

[0059] Em algumas modalidades, o ligante tem um índice de fluxo de fusão (MFI, ASTM D1238 2013) menor ou igual a 3,5 g/10 min a 190 ºC e 15 Kg (ou O a 3,5 g/10 min a 190 ºC e 15 Kg). Em algumas modalidades, o ligante tem um índice de fluxo de fusão (MFI) menor ou igual a 2,0 g/10 min a 190 ºC e 15 Kg (ou O a 2,0 9/10 min a 190 ºC e 15 Kg). Um exemplo de tal material é polietileno de peso molecular ultra-alto, UHMWPE, que não tem nenhum fluxo de polímero, MFI de aproximadamente O g/10 min a 190 ºC e 15 Kg, ou um

MFI de O a 1,0 g/10 min a 190 ºC e 15 Kg. Outro material pode ser polietileno de peso molecular muito alto, VHMWPE, que pode ter MFIS na faixa de, por exemplo, 1,0 a 2,0 9/10 min a 190 ºC e 15 Kg. Ainda outro material é polietileno de alto peso molecular, HMWPE, que pode ter MFIsS de, por exemplo, 2,0 a 3,5 9g/10 min a 190 ºC e 15 Kg. Por exemplo, a massa porosa pode compreender um ligante e partículas ativas, em que o ligante é um polietileno de peso molecular muito alto e as partículas ativas são carbono ativado. O ligante é configurado para passar por ciclos de calor repetidos sem deformação estrutural.

[0060] Em termos de peso molecular, “polietileno de peso molecular ultra-alto” conforme usado no presente documento se refere a composições de polietileno com peso molecular ponderal médio de pelo menos cerca de 3x10º g/mol. Em algumas modalidades, o peso molecular da composição de polietileno de peso molecular ultra-alto é entre cerca de 3x10º g/mol e cerca de 30x10º g/mol, ou entre cerca de 3x10º g/mol e cerca de 20x10º g/mol, ou entre cerca de 3x10º g/mol e cerca de 10x10º g/mol, ou entre cerca de 3x10º g/mol e cerca de 6x10º g/mol. “Polietileno de peso molecular muito alto” se refere a composições de polietileno com um peso molecular ponderal médio de menos do que 3x1056 g/mol e maior do que 1x10º g/mol. Em algumas modalidades, o peso molecular da composição de polietileno de peso molecular muito alto é entre 2x10º g/mol e 3x10º g/mol. “Polietileno de alto peso molecular” se refere a composições de polietileno com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 3x10* g/mol e pode variar de 3x10º g/mol a 1x10º g/mol. Para os propósitos do presente relatório descritivo, os peso moleculares em referência no presente documento são determinados de acordo com a equação de Margolies (“peso molecular de Margolies”).

[0061] Polietileno materiais adequados são comercialmente disponíveis a partir de várias fontes incluindo GURE UHMWPE da Ticona Polymers LLC, uma divisão da Celanese Corporation de Dallas, Tex., e DSM (Holanda), Braskem (Brasil), Beijing Factory No. 2 (BAAF), Shanghai Chemical, e Qilu (República Popular da China), Mitsui e Asahi (Japão). Especificamente, polímeros de GUR podem incluir: Série GUR 2000 (2105, 2122, 2122-5, 2126), série GUR 4000 (4120, 4130, 4150, 4170, 4012, 4122-5, 4022-6, 4050- 3/4150-3), série GUR 8000 (8110, 8020), e série GUR X (X127, X143, X184, X168, X172, X192).

[0062] Um exemplo de um material de polietileno adequado é que, tendo uma viscosidade intrínseca na faixa de dl/g a 30 dl/g e um grau de cristalinidade de 80% ou mais conforme descrito na Publicação de Pedido de Patente nº U.S. 2008/0090081. Outro exemplo de um material de polietileno adequado é que ter um peso molecular na faixa de 300.000 g/mol a 2.000.000 g/mol conforme determinado por ASTM-D 4020 (2011), um tamanho médio de partícula, Dso, de 300 e 1500 um, e uma densidade aparente de 0,25 a 0,5 g/ml conforme descrito no documento nº WO 2011/140053.

[0063] Em uma modalidade, o ligante é um combinação de vários ligantes. Em uma modalidade, o ligante tem um tamanho de partícula na faixa de 0,5 a 5.000 mícrons, por exemplo, de 10 a 1.000 mícrons, de 20 a 600 mícrons, de 125 a 5.000 mícrons, de 125 a 1.000 mícrons, de 150 a 600 mícrons, de 200 a 600 mícrons, de 250 a 600 mícrons, ou de 300 a 600 mícrons. Em outra modalidade, o ligante pode ser uma mistura de vários tamanhos de partícula. Em outra modalidade, o ligante pode ser uma mistura de vários tamanhos de partícula com um tamanho médio de partícula na faixa de 125 a 5.000 mícrons, por exemplo, de 125 a 1.000 mícrons ou de 125 a 600 mícrons.

[0064] Adicionalmente, o ligante pode ter um densidade aparente na faixa de 0,10 a 0,55 g9/cm?, por exemplo, de 0,17 a 0,50 g/cm?º ou de 0,20 a 0,47 g/cmº?.

[0065] Adicionalmente ao ligante supracitado, outros termoplásticos convencionais podem ser usados como o ligante. Tais termoplásticos podem incluir, por exemplo: poliolefinas, poliésteres, poliamidas (ou náilons) poliacrílicos, poliestirenos, polivinilas e celulósicas. Poliolefinas incluem, porém, sem limitação, polietileno, polipropileno, polibutileno, polimetilpenteno, copolímeros dos mesmos, misturas dos mesmos e similares.

[0066] Polietilenos incluem adicionalmente polietileno de baixa densidade, polietileno de baixa densidade linear, polietileno de alta densidade, copolímeros dos mesmos, misturas dos mesmos e similares. Poliésteres incluem tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, tereftalato de dimetileno de policiclohexileno, politrimetileno tereftalato, copolímeros dos mesmos, misturas dos mesmos, e similares. Poliacrílicos incluem, porém, sem limitação, metacrilato de polimetila, copolímeros dos mesmos, modificações dos mesmos e similares. Poliestirenos incluem, porém, sem limitação, poliestireno, acrilonitrila-butadieno-estireno, estireno-acrilonitrila, estireno-butadieno, anidrido de estireno-maleico, copolímeros dos mesmos, misturas dos mesmos e similares. Polivinilas incluem, porém, sem limitação, acetato de vinila de etileno, álcool de vinila de etileno, cloreto de polivinila, copolímeros dos mesmos, misturas dos mesmos, e similares. Celulósica incluem, porém, sem limitação, acetato de celulose, acetato de celulose butirato, propionato de celulose, celulose de etila, copolímeros dos mesmos, misturas dos mesmos e similares.

[0067] O ligante pode assumir qualquer formato. Tais formatos incluem esférico, hiperion, asteroidal, crondular ou do tipo pó interplanetário, cranulado, batata, irregular ou combinações dos mesmos.

[0068] A massa porosa é preferencialmente eficaz na remoção de componentes do fumo de tabaco. Uma massa porosa pode ser usada para reduzir a entrega de determinados componentes de fumo de tabaco alvejados pela Organização Mundial de Saúde (WHO) ou determinados compostos categorizados pela Administração de Comida e Fármaco (FDA) como HPHCs (Compostos Danosos ou Potencialmente danosos). Por exemplo, uma massa porosa que compreende um ligante e partículas ativas, tais como carbono ativado, reduz a entrega de determinados componentes de fumo de tabaco ou aerossol a níveis abaixo das recomendações de WHO.

[0069] A massa porosa pode ser produzida por qualquer meio. Em uma modalidade, as partículas ativas e ligante são mescladas entre si e introduzidas em um molde. O molde é aquecido a uma temperatura acima do ponto de fusão do ligante, por exemplo, em uma modalidade cerca de 200 ºC e mantido na temperatura por um período de tempo (em uma modalidade 40+10 minutos). Em seguida, a massa é removida do molde e resfriada à temperatura ambiente. Em uma modalidade, esse processo é caracterizado como um processo de sinterização livre, devido ao fato de que o ligante não flui (ou flui muito pouco) em sua temperatura de fusão e nenhuma pressão é aplicada aos materiais mesclados no molde. Nessa modalidade, ligações de ponto são formadas entre as partículas ativas e o ligante. Isso permite ligação superior e maximiza o espaço intersticial, enquanto minimiza oO cegamento da superfície das partículas ativas por ligante fundido de fluxo livre. Consultar também, as Patentes Nºs U.S. 6.770.736, 7.049.382, 7.160.453, incorporados no presente documento a título de referência.

[0070] Alternativamente, poder-se-ia produzir a massa porosa com uso de um processo de sinterização sob pressão. Conforme a mistura das partículas ativas e o ligante são aquecidas (ou em uma temperatura que pode estar abaixo,

em, ou acima da temperatura de fusão do ligante) um pressão é exercida na mistura para facilitar a coalescência da massa porosa.

[0071] Além disso, a massa porosa pode ser produzida por um processo de sinterização de extrusão em que a mistura é aquecida em um barril extrusor e extrudado na massa porosa.

[0072] A presente invenção será mais bem entendida em vista dos exemplos não limitadores a seguir.

EXEMPLO 1

[0073] Um dispositivo de geração de aerossol foi construído com uso de uma massa porosa para o elemento de resfriamento de aerossol e/ou elemento de suporte comparado a um dispositivo de geração de aerossol sem nenhum elemento de resfriamento de aerossol. Os dispositivos de geração de aerossol foram testados com uma máquina de fumo Cerulean SM450 com uso do Protocolo Canadense de Saúde de Dezembro de 1999 para “Determination of Tar, Nicotine, e Carbon Monoxide in Mainstream Tobacco Smoke”. A temperatura de sopro máxima foi medida em 11 sopros com uso de um termômetro de termopar inserido no bocal. A massa porosa nas Amostras A a C consistiam em polietileno de peso molecular ultra-alto e carbono adsorvente. A massa porosa foi fixada a um substrato de geração de aerossol com o elemento de suporte nas Amostras A e B e sem o elemento de suporte na Amostra C. Nas amostras B e C, a massa porosa foi colocada imediatamente após o substrato e na Amostra A, a massa porosa foi colocada após o elemento de suporte. As amostras com uma massa porosa (A a C) foram comparadas a um dispositivo sem nenhum elemento de resfriamento (Amostra D). As temperaturas máximas de sopro para cada construção são mostradas na Tabela 1 abaixo.

TABELA 1 Amostra Construção Temperatura Máxima (ºC) A Elemento de suporte, massa porosa, bocal 57,8 B Massa porosa, elemento de suporte, bocal 59,0 Cc Massa porosa, bocal 57,7 D Elemento de suporte, bocal 63,0

[0074] Conforme mostrado na Tabela 1, a Amostra D, que não inclui uma massa porosa, teve uma temperatura de sopro máxima maior do que as Amostras A e B, que incluiu os mesmos componentes que a Amostra D, mas com a adição de uma massa porosa. A Amostra D também teve uma temperatura de sopro máxima maior do que a Amostra C, que incluiu uma massa porosa e bocal, mas não inclui um elemento de suporte. Consequentemente, a inclusão de uma massa porosa resultou em uma redução em temperatura de sopro máxima e mesmo permitida para o elemento de suporte a ser omitido na Amostra D.

EXEMPLO 2:

[0075] Uma massa porosa foi produzida com uso dos componentes mostrados abaixo na Tabela 2. A queda de pressão encapsulada da massa porosa foi medida com uso de um testador de queda de pressão de bancada Cerulean Quantum Solo V. Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 2.

TABELA 2 Amostra Massa Porosa Queda de Pressão Encapsulada (mm de água / mm de comprimento) 4 60% de polietileno de peso 0,82 molecular ultra-alto, 40% de carbono

TABELA 2 Amostra Massa Porosa Queda de Pressão Encapsulada (mm de água / mm de comprimento) 100% de polietileno de peso 1,27 molecular ultra-alto 6 100% de plástico de acetato 0,18 de celulose plastificado

[0076] Conforme mostrado na Tabela 2, a queda de pressão encapsulada foi diminuída da Amostra 5 a 4 adicionando-se 40% de carbono. À queda de pressão encapsulada da massa porosa que contém plástico de acetato de celulose plastificado foi ainda menor do que a das Amostras 4 e 5.

[0077] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes, modificações dentro do espírito e escopo da invenção serão prontamente evidentes aos elementos versados na técnica. Deve-se entender que aspectos da invenção e porções de várias modalidades e vários recursos citados acima e/ou nas reivindicações anexas podem ser combinadas ou intercambiadas tanto no topo como em parte. Nas descrições precedentes das várias modalidades, aquelas modalidades que se referem a outra modalidade podem ser apropriadamente combinadas com outras modalidades conforme será verificado por um elemento de habilidade comum na técnica. Adicionalmente, os elementos de habilidade comum na técnica irão observar que a descrição anterior é apenas a título de exemplo, e não se destina a limitar a invenção. Todas as patetes e publicações americanas citadas no presente documento são incorporadas a título de referência em sua totalidade.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de geração de aerossol caracterizado por compreender: um artigo de geração de aerossol, em que o artigo de geração de aerossol compreende: um substrato de formação de aerossol; um elemento de suporte; um elemento de resfriamento de aerossol; e um bocal, em que pelo menos um dentre o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreende uma massa porosa que compreende de 20 a 100% em peso de ligante e de O a 80% em peso de partículas ativas ou inativas.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de suporte compreender a massa porosa.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de resfriamento de aerossol compreender a massa porosa.

4, Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o bocal compreender a massa porosa.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de suporte e o elemento de resfriamento de aerossol compreenderem a massa porosa.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de suporte e o bocal compreenderem a massa porosa.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreenderem à massa porosa.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de suporte, o elemento de resfriamento de aerossol e o bocal compreenderem a massa porosa.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o ligante compreender um polietileno de peso molecular muito alto, um polietileno de peso molecular ultra-alto ou combinações dos mesmos.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o ligante ser selecionado a partir do grupo que consiste em poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliacrílicos, polistirenos, polivinilas, celulósica e combinações dos mesmos.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o ligante compreender adicionalmente poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliacrílicos, polistirenos, polivinilas, celulósicas ou combinações dos mesmos.

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por as partículas ativas serem selecionadas a partir do grupo que consiste em resinas de troca iônica, dissecantes, silicatos, tamises moleculares, géis de sílica, alumina ativada, perlita, sepiolita, Terra de Fuller, silicato de magnésio, óxidos de metal, carbono ativado, carvões vegetais ativados e combinações dos mesmos.

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por as partículas inativas compreenderem materiais estáveis em calor.

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por as partículas inativas compreenderem carbonos adsorventes selecionados a partir do grupo que consiste em carbonos de grau poroso, grafite, carbonos de baixa atividade e carbonos não ativados.

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por as partículas inativas compreendem sólidos inorgânicos selecionados a partir do grupo que consiste em cerâmica, vidro, alumina,

vermiculita, argilas, bentonita e materiais inertes.

16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por a massa porosa ter uma queda de pressão encapsulada de menos do que 3,0 mm de água/mm de comprimento.

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por o ligante ser configurado para passar por ciclos de calor repetidos sem deformação estrutural.

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o ligante ser configurado para passar por menos do que 10% de mudança de queda de pressão.

19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado por a massa porosa ser configurada para fornecer um fluxo de ar de múltiplas trajetórias.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado por o suporte e oO elemento de resfriamento de aerossol serem combinados em uma unidade única e em que a queda de pressão é substancialmente igual conforme comparado ao suporte e elementos de resfriamento de aerossol como unidades separadas.