CN105722416A - 具有低阻力气流路径的气溶胶生成制品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品(10),其设计成难以用传统香烟的方式点燃。所述加热式气溶胶生成制品(10)包括多个部件,多个部件包括组装在包装纸(60)内的气溶胶形成基质(20),以形成具有口端(70)和位于口端(70)的上游的远端(80)的条。加热式气溶胶生成制品(10)限定第一气流路径和第二气流路径,在第一气流路径中,通过口端(70)抽吸到气溶胶生成制品(10)内的空气穿过气溶胶形成基质(20),在第二气流路径中,通过口端(70)抽吸到气溶胶生成制品(10)内的空气不穿过气溶胶形成基质(20)。当加热式气溶胶生成制品(10)不联接至气溶胶生成装置时,第二气流路径的抽吸阻力(RTD)小于第一气流路径的RTD。因此,通过气溶胶形成基质的限制气流使得吸烟者难以不注意地点燃加热式气溶胶生成制品(10)。
Description
技术领域
本说明书涉及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品,气溶胶形成基质用于在利用气溶胶生成装置进行加热时生成可吸入气溶胶。当不接合气溶胶生成装置时,气溶胶生成制品限定不穿过气溶胶形成基质的低阻力气流路径。该说明书还涉及一种使用该气溶胶生成制品的方法。
背景技术
其中的气溶胶形成基质,比如含烟草基质,被加热而非燃烧的气溶胶生成制品在本领域是已知的。这种加热的气溶胶生成制品的目的是降低通过传统香烟中的烟草的燃烧和热降解产生的已知有害烟气成分。
当使用者向香烟的一端施加火焰并且通过另一端抽吸空气时,传统吸烟被点燃。由火焰和通过香烟抽吸的空气中的氧气提供的局部热使得香烟的端部点燃,所形成的燃烧产生可吸入烟气。在加热的气溶胶生成制品中相反,一般通过从热源向可以定位在热源内、围绕热源定位或定位在热源的下游的物理上分离的气溶胶形成基质或材料的热传递产生可吸入气溶胶。在吸烟期间,挥发性化合物通过来自热源的热传递从气溶胶形成基质释放并且夹带在通过气溶胶生成制品抽吸的空气中。当所释放的化合物冷却时,其凝结以形成由吸烟者吸入的气溶胶。
包括用于通过加热而非燃烧生成气溶胶的烟草的加热式气溶胶生成制品在本领域是已知的。例如,WO2013/102614公开了一种气溶胶生成系统,该气溶胶生成系统包括加热式气溶胶生成制品和具有加热器的气溶胶生成装置,加热器用于加热该加热式气溶胶生成制品以产生气溶胶。
在加热式气溶胶生成制品中用作气溶胶形成基质的一部分的烟草被设计成当被加热时而非燃烧时产生气溶胶。因此,这种烟草一般包含高水平的气溶胶形成剂,比如甘油或丙二醇。如果吸烟者要点燃加热式气溶胶生成制品并且对其进行抽吸,如同其是它是传统香烟那样,那么该吸烟者不会收到期望的用户体验。所期望的是产生具有减小的火焰点燃倾向或没有该倾向的加热式气溶胶生成制品。这种加热式气溶胶生成制品将优选地难以在试图利用比如为火焰的点火器以传统香烟的方式点燃制品期间被点燃。
发明内容
加热式气溶胶生成制品可以提供用于与气溶胶生成装置一起使用。加热式气溶胶生成制品可以包括多个部件,多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于口端的上游的远端的条。加热式气溶胶生成制品限定第一潜在气流路径和第二潜在气流路径,在第一潜在气流路径中,通过口端抽吸到气溶胶生成制品内的空气穿过气溶胶形成基质,在第二潜在气流路径中,通过口端抽吸到气溶胶生成制品内的空气不穿过所述气溶胶形成基质。当加热式气溶胶生成制品不联接至气溶胶生成装置时,第二气流路径的抽吸阻力(RTD)小于第一气流路径的RTD。第二气流路径与第一气流路径相比具有低阻力。
当加热式气溶胶生成制品不联接至气溶胶生成装置时,用于通过口端抽吸到加热式气溶胶生成制品内的空气的优选的气流路径是第二气流路径。因此,如果吸烟者在加热式气溶胶生成制品不接合气溶胶生成装置的情况下在加热式气溶胶生成制品的口端上抽吸,基本没有空气通过气溶胶形成基质抽吸。如果吸烟者试图以与传统香烟相同的方式点燃加热式气溶胶生成制品,即通过将火焰保持在条的远端并且通过口端抽吸,基本没有空气流过气溶胶形成基质。这种气流的缺乏使得难以点燃气溶胶形成基质。
加热式气溶胶生成制品在不联接至气溶胶生成装置时可以具有低有效抽吸阻力(RTD)。例如,有效RTD可以接近零。这可以防止吸烟者通过气溶胶形成基质抽吸空气足以点燃气溶胶形成基质。第二气流路径可以是防止足够的气流通过气溶胶形成基质以禁止基质在制品的试图点燃期间自我持续燃烧的任何气流路径。
优选地,加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置之间的相互作用增大了沿着第二气流路径的RTD,使得气流有利于沿着第一气流路径。加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置的接合可以部分或完全地阻塞第二气流路径,使得第二气流路径比第一气流路径具有更高的阻力。因此,通过加热式气溶胶生成制品抽吸的空气优选地通过气溶胶形成基质沿着第一气流路径流动。
加热式气溶胶生成制品的气溶胶形成基质可以定位在条的远端或朝向条的远端定位。通过气溶胶形成基质的下游的包装纸限定的一个或更多个孔或穿孔可以限定第二气流路径的一部分。因此,当加热式气溶胶生成制品不与气溶胶生成装置接合时,最小阻力的气流路径通过气溶胶形成基质的下游的包装纸中的孔或穿孔进入制品内。通过该路径流入制品内的空气然后通过条的口端抽吸,并且不绕过或穿过气溶胶形成基质。
可以优选的是,包装纸是允许空气通过气溶胶形成基质的下游的包装纸被抽吸到加热式气溶胶生成制品内的高度穿孔包装纸。穿孔包装纸可以将加热式气溶胶生成制品的RTD减小至几乎为零。
支承元件,比如中空醋酯纤维素管,可以定位在气溶胶形成基质的下游。径向延伸孔可以通过支承元件的形成第二气流路径的一部分的径向壁限定。这种孔优选地足够大以将加热式气溶胶生成制品的RTD减小至几乎为零。包装纸可以限定与径向延伸孔重叠的孔。可替代地,包装纸可以是高度穿孔包装纸。
在优选的实施例中,气溶胶形成基质是包括至少一个聚集片材的气溶胶生成条的形式。聚集片材可以是均质烟草片材。气溶胶形成基质可以是如在WO2012/164009中说明的聚集烟草条。
加热式气溶胶生成系统可以包括根据如上所述的任何实施例的加热式气溶胶生成制品和包括用于加热所述气溶胶形成基质的设备的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置布置成与加热式气溶胶生成制品接合,使得第二气流路径破坏以允许当吸烟者在条的口端上抽吸时通过气溶胶形成基质抽吸空气。
优选地,加热式气溶胶生成装置与气溶胶生成制品的接合使得沿着第二气流路径的阻力增大。因此,优选的气流路径变成通过气溶胶形成基质的第一气流路径。
气溶胶生成装置可以限定用于容纳气溶胶生成制品的腔。腔可以密封气溶胶生成制品的外表面的至少一部分,足以增大气流沿着第二气流路径的阻力或完全防止沿着第二气流路径的气流。当加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合时,装置允许空气穿过气溶胶形成基质。气溶胶生成装置可以与气溶胶生成制品相互作用以密封限定在气溶胶生成制品中的一个或更多个气流孔或穿孔。
气溶胶生成装置包括用于加热式气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的设备。这种设备可以包括加热元件,例如是可插入气溶胶生成制品内的加热元件或可以邻近气溶胶生成制品布置的加热元件。加热设备可以包括感应器,例如感应线圈,用于与感受器交互作用。
一种抽吸或消费如本文中说明的气溶胶生成制品的方法,其可以包括以下步骤:使加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合,以使第二气流路径中断,致动气溶胶生成装置以加热所述气溶胶形成基质,以及在条的口端上抽吸,以使空气沿着第一气流路径流动,通过加热气溶胶形成基质产生的气溶胶在其穿过气溶胶形成基质时夹带在空气中。
如本文中所使用的,术语‘气溶胶形成基质’用来说明能够在加热挥发性化合物时释放并且能够形成气溶胶的基质。由本文中说明的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质产生的气溶胶可以是可见的或不可见的,并且可以包括蒸汽(例如,处于气态的细颗粒物质,其通常在室温下为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。
如本文中使用的,术语‘上游’和‘下游’用于说明加热式气溶胶生成制品的元件或元件的部分关于吸烟者在气溶胶生成制品的使用期间在气溶胶生成制品上抽吸的方向的相对位置。
加热式气溶胶生成制品包括两端:气溶胶通过其排出气溶胶生成制品并且递送至吸烟者的近端以及远端。使用中,使用者可以在近端上抽吸,以便吸入由气溶胶生成制品产生的气溶胶。
近端也可以称为口端或下游端,其位于远端的下游。远端也可以称为上游端,其位于近端的上游。
如本文中所使用的,术语‘气溶胶冷却元件’用于说明具有大的表面面积和低抽吸阻力的元件。使用中,通过从气溶胶形成基质释放的挥发性化合物形成的气溶胶在由吸烟者吸入之前穿越气溶胶冷却元件并且由气溶胶冷却元件冷却。与高抽吸阻力的过滤嘴和其他烟嘴相比,气溶胶冷却元件具有低抽吸阻力。气溶胶生成制品内的腔和空洞也可不考虑为气溶胶冷却元件。
优选地,加热式气溶胶生成制品是产生通过吸烟者的嘴直接可吸入吸烟者的肺内的气溶胶的吸烟制品。更加优选地,加热式气溶胶生成制品是产生通过吸烟者的嘴直接可吸入吸烟者的肺内的含尼古丁气溶胶的吸烟制品。
如本文中所使用的,术语“气溶胶生成装置”用于说明与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。优选地,气溶胶生成装置是与加热式气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成通过吸烟者的嘴直接可吸入吸烟者的肺内的气溶胶的吸烟装置。优选地,气溶胶生成装置与气溶胶生成制品相互作用以允许空气流过气溶胶形成基质。
为了避免疑问,在下面的说明书中,术语‘加热元件’用来指代一个或更多个加热元件。
在优选的实施例中,气溶胶形成基质位于气溶胶生成制品的上游端。
如本文中所使用的,术语‘直径’用于说明气溶胶生成制品沿横向方向的最大尺寸。如本文中所使用的,术语‘长度’用于说明气溶胶生成制品沿纵向方向的最大尺寸。
优选地,气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以包括固体和液体成分。
优选地,气溶胶形成基质包括尼古丁。更优选地,气溶胶形成基质包括烟草。
可替代地或另外地,气溶胶形成基质可以包括不含烟草的气溶胶形成材料。
如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质,则固体气溶胶形成基质可以包括,例如,粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条或片材中的一种或更多种,片材包括香草叶、烟叶、烟草肋料、平展烟草和均质烟草中的一种或更多种。
可选择地,固体气溶胶形成基质可以包含在加热固体气溶胶形成基质时释放的烟草挥发性芳香物化合物或非烟草挥发性芳香物化合物。固体气溶胶形成基质也可以包含一个或更多个胶囊,胶囊例如包括另外的烟草挥发性芳香物化合物或非烟草挥发性芳香物化合物,这种胶囊可以在加热固体气溶胶形成基质期间熔化。
可选择地,固体气溶胶形成基质可以设置在热稳定载体上或嵌入在热稳定载体中。载体可以采用粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条或片材的形式。固体气溶胶形成基质可以以例如片材、泡沫、凝胶或浆料的形式安置在载体的表面上。固体气溶胶形成基质可以安置在载体的整个表面上,或可替代地,可以安置成图案以便在使用期间提供不均匀的香味递送。
在优选的实施例中,气溶胶形成基质包括均质烟草材料。
如本文中所使用的,术语‘均质烟草材料’表示由凝聚微粒烟草形成的材料。
优选地,气溶胶形成基质包括聚集均质烟草片材。
如本文中所使用的,术语‘片’表示具有基本大于其厚度的宽度和长度的层状元件。
如本文中所使用的,术语‘聚集’用于说明基本横向于气溶胶生成制品的纵向轴线卷绕、折叠或者压缩或束紧的片材。
包括聚集均质烟草片材的气溶胶形成基质的使用与包括烟草材料碎片的气溶胶形成基质相比有利地显著地降低了松弛端的风险,即,从条的端部损失烟草材料碎片的风险。松弛端可以不利地导致对与气溶胶生成制品一起使用的气溶胶生成装置和制造设备的更加频繁的清洁的需要。
在优选的实施例中,气溶胶形成基质包括聚集有纹理的均质烟草片材。
如本文中所使用的,术语‘有纹理片材’表示已被卷曲、压花、压印、穿孔或者以其他方式变形的片材。气溶胶形成基质可以包括聚集有纹理的均质烟草片材,聚集有纹理的均质烟草片材包括多个间隔开的缺口、突出部、穿孔或其组合。
在特别优选的实施例中,气溶胶形成基质包括聚集卷曲的均质烟草片材。
有纹理的均质烟草片材的使用可以有利地便于均质烟草片材的聚集以形成气溶胶形成基质。
如本文中所使用的,术语‘卷曲片材’表示具有多个基本平行的隆脊或皱折的片材。优选地,当气溶胶生成制品已被组装时,基本平行的隆脊或皱折沿着气溶胶生成制品的纵向轴线延伸或平行于该纵向轴线延伸。这有利地便于聚集卷曲的均质烟草片材以形成气溶胶形成基质。然而,将可以理解的是,用于包含在气溶胶生成制品中的卷曲的均质烟草片材可以可替代地或另外地具有多个基本平行的隆脊或皱折,当气溶胶生成制品已被组装时所述多个基本平行的隆脊或皱折与气溶胶生成制品的纵向轴线以锐角或钝角布置。
在一些实施例中,气溶胶形成基质可以包括聚集的均质烟草片材,在其基本整个表面上基本均匀地设置纹理。例如,气溶胶形成基质可以包括聚集的卷曲均质烟草片材,聚集的卷曲均质烟草片材包括在片材的整个宽度上基本平均地间隔开的多个基本平行的隆脊或皱折。
气溶胶形成基质可以为塞的形式,塞包括由纸或其他包装纸包围的气溶胶形成材料。在此气溶胶形成基质为塞的形式,包括任何包装纸的整体塞被认为是气溶胶形成基质。
在优选的实施例中,气溶胶生成基质包括塞,塞包括由包装纸包围的聚集的有纹理均质烟草片材。在特别优选的实施例中,气溶胶生成基质包括塞,塞包括由包装纸包围的聚集的卷曲均质烟草片材。
在一些实施例中,用于气溶胶生成基质中的均质烟草片材可以具有按干重重量计算的接近70%或更多的烟草含量。
用于气溶胶生成基质的均质烟草片材可以包括为烟草内生粘合剂的一种或更多种固有粘合剂、为烟草外生粘合剂的一种或更多种外部粘合剂或其组合以帮助凝聚微粒烟草。可替代地或另外地,用于气溶胶生成基质中的均质烟草片材可以包括其他添加剂,包括而不限于烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、塑化剂、香味剂、填充剂、含水和无水溶剂及其组合。
用于包含在用于气溶胶生成基质的均质烟草片材中的适当的外部粘合剂是本领域已知的,并且包括但不限于:例如瓜尔胶、黄原胶、阿拉伯树胶和刺槐豆胶;纤维素粘合剂例如羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素和乙基纤维素;多糖例如淀粉、有机酸例如海藻酸、有机酸的共轭碱例如海藻酸钠、琼脂和果胶;及其组合。
用于包含在用于气溶胶生成基质的均质烟草片材中的适当的非烟草纤维在本领域是已知的,包括但不限于:纤维素纤维、软木纤维、硬木纤维、黄麻纤维及其组合。在包含用于气溶胶生成基质的均质烟草片材中之前,非烟草纤维可以通过本领域已知的适当的工序处理,包括但不限于:机械制浆、精炼、化学制浆、漂白、硫酸盐制浆及其组合。
用于气溶胶生成基质的均质烟草片材具有足够高的抗拉强度以承受被聚集以形成气溶胶生成基质。在一些实施例中,非烟草纤维可以包括在用于气溶胶生成基质的均质烟草片材中,以便获得适当的抗拉强度。
例如,用于气溶胶生成基质的均质烟草片材可以包括按干重重量计算的在接近1%与接近5%之间的非烟草纤维。
优选地,气溶胶形成基质包括气溶胶形成剂。
如本文中使用的,术语‘气溶胶形成剂’用于说明任何适当的已知化合物或化合物的混合物,所述化合物或化合物的混合物在使用中促进形成气溶胶并且在气溶胶生成制品的工作温度下基本抵抗热降解。
合适的气溶胶形成剂是本领域已知的,并且包括但不限于:多元醇例如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和甘油;多元醇的酯,例如甘油单、二或三乙酸酯;以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯,例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。
优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物,例如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的甘油。
气溶胶形成基质可包含单一气溶胶形成剂。可替代地,气溶胶形成基质可包含两种或更多种气溶胶形成剂的组合。
优选地,气溶胶形成基质具有在干重基础上大于5%的气溶胶形成剂含量。
气溶胶形成基质可具有在干重基础上大约5%至大约30%的气溶胶形成剂含量。
在一个优选实施例中,气溶胶形成基质具有在干重基础上大约20%的气溶胶形成剂含量。
包括用于气溶胶生成制品的聚集的均质烟草片材的气溶胶形成基质可以通过本领域已知的方法制造,例如WO2012/164009A2中公开的方法。
在优选的实施例中,用于气溶胶生成制品的均质烟草片材通过铸型工序由包括微粒烟草、瓜尔胶、纤维素纤维和甘油的浆料形成。
气溶胶形成元件优选地具有大约等于气溶胶生成制品的外径的外径。
优选地,气溶胶形成基质具有至少5毫米的外径。气溶胶形成基质可以具有在大约5毫米与大约12毫米之间的外径,例如在大约5毫米与大约10毫米之间,或大约6毫米与大约8毫米之间。在优选的实施例中,气溶胶形成基质具有7.2毫米+/-10%的外径。
气溶胶形成基质可以具有在大约7毫米与大约15mm之间的长度。在一个实施例中,气溶胶形成基质可以具有大约10毫米的长度。在优选的实施例中,气溶胶形成基质具有大约12毫米的长度。
优选地,气溶胶形成基质为基本圆柱形。
支承元件,例如中空支承元件,可以定位在气溶胶形成基质的紧下游。
支承元件可以由任何适当的材料或材料组合形成。例如,支承元件可以由选自由以下材料组成的组中的一种或更多种材料形成:醋酸纤维素;纸板;卷曲纸,比如卷曲耐热纸或卷曲羊皮纸;以及聚合材料,比如低密度聚乙烯(LDPE)。在优选的实施例中,支承元件由醋酸纤维素形成。
支承元件可以包括中空管状元件。在优选的实施例中,支承元件包括中空醋酸纤维素管。
支承元件优选地具有大约等于气溶胶生成制品的外径的外径。
支承元件可以具有在大约5毫米与大约12毫米之间的外径,例如在大约5毫米与大约10毫米之间,或大约6毫米与大约8毫米之间。在优选的实施例中,支承元件具有7.2毫米+/-10%的外径。
支承元件可以具有在大约5毫米与大约15mm之间的长度。在优选的实施例中,支承元件具有大约8毫米的长度。
气溶胶冷却元件可以定位在气溶胶形成基质的下游。例如,在一些实施例中,气溶胶冷却元件可以定位在气溶胶形成基质的下游的支承元件的紧下游。
气溶胶冷却元件可以定位在支承元件与位于气溶胶生成制品的最下游端处的烟嘴之间。
气溶胶冷却元件可以具有在每毫米长度大约300平方毫米与每毫米长度大约1000平方毫米之间的总表面积。在优选的实施例中,气溶胶冷却元件具有每毫米长度大约500平方毫米的总表面积。
气溶胶冷却元件可替代地被称为热交换器。
气溶胶冷却元件优选地具有低抽吸阻力。即,气溶胶冷却元件优选地向穿过气溶胶生成制品的空气提供低阻力。优选地,气溶胶冷却元件基本不影响气溶胶生成制品的抽吸阻力。
优选地,气溶胶冷却元件沿纵向方向具有在50%与90%之间的孔隙度。气溶胶冷却元件沿纵向方向的孔隙度由形成气溶胶冷却元件的材料的横截面积与气溶胶生成制品在气溶胶冷却元件的位置处的内部横截面积的比值限定。
气溶胶冷却元件可以包括多个纵向延伸的通道。多个纵向延伸的通道可以由片材限定,所述片材已被卷曲、打褶、集聚和折叠中的一种或更多种以形成通道。多个纵向延伸的通道可以由单个片材限定,所述单个片材已被卷曲、打褶、集聚和折叠中的一种或更多种以形成多个通道。可替代地,多个纵向延伸的通道可以由多个片材限定,所述多个片材已被卷曲、打褶、集聚和折叠中的一种或更多种以形成多个通道。
在一些实施例中,气溶胶冷却元件可以包含选自下述的聚集片材:金属箔、聚合物材料以及基本上无孔的纸或卡纸板。在一些实施例中,气溶胶冷却元件可以包含选自下述的聚集片材:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、乙酸纤维素(CA)和铝箔。
气溶胶冷却元件可以具有在大约5毫米与大约10毫米之间的直径的外径,例如在大约6毫米与大约8毫米之间。在优选的实施例中,气溶胶冷却元件具有7.2毫米+/-10%的外径。
气溶胶冷却元件可以具有在大约5毫米与大约25mm之间的长度。在优选的实施例中,气溶胶冷却元件具有大约18毫米的长度。
在一些实施例中,气溶胶冷却元件可以包含选自下述的聚集片材:金属箔、聚合物材料以及基本上无孔的纸或卡纸板。在一些实施例中,气溶胶冷却元件可以包含选自下述的聚集片材:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、乙酸纤维素(CA)和铝箔。
在一个优选实施例中,气溶胶冷却元件包含可生物降解的聚合物材料的聚集片材,例如聚乳酸或(商购可得的基于淀粉的共聚酯家族)级别。
在一个特别优选的实施例中,气溶胶冷却元件包含聚乳酸的聚集片材。
气溶胶生成制品可以包括位于气溶胶生成制品的下游端处的烟嘴。
烟嘴可以定位在气溶胶冷却元件的紧下游并且抵靠气溶胶冷却元件。
烟嘴可以包括过滤嘴。过滤嘴可以由一种或更多种适当的过滤材料形成。许多这种过滤材料在本领域是已知的。在一个实施例中,烟嘴可以包括由醋酸纤维素丝束形成的过滤嘴。
烟嘴优选地具有大约等于气溶胶生成制品的外径的外径。
烟嘴可以具有在大约5毫米与大约10毫米之间的直径的外径,例如在大约6毫米与大约8毫米之间。在优选的实施例中,烟嘴具有7.2毫米+/-10%的外径。
烟嘴可以具有在大约5毫米与大约20毫米之间的长度。在优选的实施例中,烟嘴具有大约14毫米的长度。
烟嘴可以具有在大约5毫米与大约14毫米之间的长度。在优选的实施例中,烟嘴具有大约7毫米的长度。
加热式气溶胶生成制品的气溶胶形成基质和任何其他成分组装在外接包装纸内。包装纸可以由任何适当的材料或材料组合形成。优选地,外包装纸是卷烟纸。
包装纸的下游端部分可以由接装纸带包围。
加热式气溶胶生成制品的外观可以模拟传统点燃端香烟的外观。
气溶胶生成制品可以具有在大约5毫米与大约12毫米之间的外径,例如在大约6毫米与大约8毫米之间。在优选的实施例中,气溶胶生成制品具有7.2毫米+/-10%的外径。
气溶胶生成制品可以具有在大约30毫米与大约100毫米之间的总长度。在优选的实施例中,气溶胶生成制品具有大约45毫米的总长度。
气溶胶生成装置可以包括:壳体;加热元件;连接至加热元件的电源;以及构造成控制电源向加热元件电力供应的控制元件。
壳体可以限定包围加热元件的空腔,空腔构造成容纳加热式气溶胶生成制品并且与气溶胶生成制品相互作用以中断或关闭第二气流路径以及允许通过气溶胶形成基质抽吸空气。
优选地,气溶胶生成装置是对于吸烟者来说保持在单只手的手指之间舒适的便携式或手持式气溶胶生成装置。
气溶胶生成装置在形状上可以是基本圆柱形。
气溶胶生成装置可以具有在大约70毫米与大约120毫米之间的长度。
电源可以是任何适当的电源,例如比如为电池的直流电压源。在一个实施例中,电源是锂离子电池。可替代地,电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池,例如锂钴、锂铁磷酸盐、钛酸锂或锂聚合物电池。
控制元件可以是简单开关。可替代地,控制元件可以是电路并且可以包括一个或更多个微处理器或微控制器。
气溶胶生成装置的加热元件可以是能够插入气溶胶生成制品的气溶胶形成基质内的任何适当的加热元件。例如,加热元件可以是销或叶片的形式。
加热元件可以具有锥形、尖的或锋利的端部,以便于加热元件插入气溶胶生成制品的气溶胶形成基质内。
气溶胶生成制品在与气溶胶生成制品接合之前的抽吸阻力(RTD)优选地接近零,例如小于10mmWG。优选地,在与气溶胶生成装置接合之后,RTD可以在大约80mmWG与大约140mmWG之间并且优选地在110mmWG与115mmWG之间。
如在本文中所使用的,抽吸阻力用‘mmWG’或‘毫米水柱’的压力单位表示并且根据ISO6565:2002进行测量。
在另一个方面中,提供一种与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品,所述加热式气溶胶生成制品包括多个部件,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于口端上游的远端的条,加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在第一气流路径中,通过口端抽吸到气溶胶生成制品内的空气穿过气溶胶形成基质,在第二气流路径中,通过口端抽吸到气溶胶生成制品内的空气通过包装纸抽吸到条内,其中,第二气流路径在气溶胶形成基质的下游的位置处连接第一气流路径,第二气流路径的通过包装纸的抽吸阻力(RTD)低于第一气流路径的通过气溶胶形成基质的RTD。
优选地,第二气流路径的RTD不大于第一气流路径的RTD的0.9倍,更优选地是第一气流路径的RTD的0.2至0.7倍,并且甚至更优选地是第一气流路径的RTD的0.3至0.5倍。
在再一个方面中,提供一种与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品,加热式气溶胶生成制品包括多个部件,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于口端上游的远端的条,加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在第一气流路径中,通过口端抽吸到气溶胶生成制品内的空气穿过气溶胶形成基质,在第二气流路径中,通过口端抽吸到气溶胶生成制品内的空气通过包装纸抽吸到条内,其中,第二气流路径在所述气溶胶形成基质的下游的位置处连接第一气流路径,以及其中,气溶胶生成制品构造成使得当吸力施加至条的口端以及第一气流路径或第二气流路径均不被阻塞时,通过第二气流路径比通过第一气流路径抽吸更大量的空气。
通过第二气流路径抽吸的空气的体积优选地是通过第一气流路径抽吸的空气的体积的至少两倍。
关于一个方面或实施例说明的特征也可适用于其他方面和实施例。例如,关于如上所述的气溶胶生成制品和气溶胶生成系统说明的特征也可与采用如上所述的气溶胶生成制品和气溶胶生成系统的方法结合使用。
附图说明
现在将参照附图说明具体实施例,其中:
图1是用于与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品的实施例的示意性横截面示图;
图2是用于与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品的另一个实施例的示意性横截面示图;
图3是包括电加热气溶胶生成装置的气溶胶生成系统的实施例的示意性横截面示图,电加热气溶胶生成装置包括加热元件和根据图1中示出的实施例的气溶胶生成制品;以及
图4是图3中示出的气溶胶生成装置的示意性横截面示图。
具体实施方式
图1示出根据优选实施例的加热式气溶胶生成制品10。气溶胶生成制品10包括同轴对准地布置的四个元件:气溶胶形成基质20、支承元件30、气溶胶冷却元件40和烟嘴50。这四个元件顺序地布置并且由外包装纸60包围以形成加热式气溶胶生成制品10。气溶胶生成制品10具有近端或口端70和远端80,吸烟者在使用期间将近端或口端部70插入其嘴内,远端80相对于口端70位于气溶胶生成制品10的相对端。外包装纸60是对于通过纸的气流几乎不提供阻力的高度穿透纸。非穿孔接装纸65包围制品10的烟嘴端。
气溶胶生成制品的远端80也可被称作气溶胶生成制品10的上游端,气溶胶生成制品10的口端70也可被称作气溶胶生成制品10下游端。气溶胶生成制品10的定位在口端70和远端80之间的元件可被描述为位于口端70的上游,或可替代地位于远端80的下游。
气溶胶形成基质20定位在气溶胶生成制品10的最远端或上游端。在图1示出的实施例中,气溶胶形成基质20包括由包装纸包围的集聚卷曲均质烟草片材。卷曲均质烟草片材包括甘油作为气溶胶形成剂。
支承元件30定位在气溶胶形成基质20的紧下游并且抵靠气溶胶形成基质20。在图1所示的实施例中,支承元件是中空醋酸纤维素管。支承元件30将气溶胶形成基质20定位在气溶胶生成制品10的最远端80处,使其能够被气溶胶生成装置的加热元件穿透。当气溶胶生成装置的加热元件被插入气溶胶形成基质20内时,支承元件30还用于防止气溶胶形成基质20在气溶胶生成制品10内被向下游朝气溶胶冷却元件40推动。支承元件30还用作使气溶胶生成制品10的气溶胶冷却元件40与气溶胶形成基质20间隔开的间隔件。
气溶胶冷却元件40定位在支承元件30的紧下游并且抵靠支承元件30。使用中,从气溶胶形成基质20释放的挥发物质沿着气溶胶冷却元件40朝向气溶胶生成制品10的口端70穿行。挥发物质可以在气溶胶冷却元件40内冷却以形成由使用者吸入的气溶胶。在图1示出的实施例中,气溶胶冷却元件包括由包装纸90包围的卷曲和聚集的聚乳酸片材。卷曲和聚集的聚乳酸片材限定沿着气溶胶冷却元件40的长度延伸的多个纵向通道。
烟嘴50定位在气溶胶冷却元件40的紧下游并且抵靠气溶胶冷却元件40。在图1示出的实施例中,烟嘴50包括传统的低过滤效率的醋酸纤维素丝束过滤嘴。
为了组装气溶胶生成制品10,如上所述的四个元件被对准并且紧密地包装在穿孔外包装纸60内。在图1示出的实施例中,气溶胶生成制品10的外包装纸60的远端部分由非穿孔接装纸带65包围。
如果吸烟者在没有将加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合的情况下通过装置的烟嘴抽吸空气,则几乎不存在抽吸阻力。空气通过穿孔外包装纸60进入制品10,如由图1上的箭头所表示的。由于空气能够比其流过气溶胶形成基质更加容易地流过包装纸,因此基本没有空气流过气溶胶形成基质。因此,如果吸烟者试图通过向远端80施加火焰并且在口端70上抽吸来点燃加热式气溶胶生成制品,则将没有足够的空气流通过气溶胶形成基质来容易地支持燃烧,点燃的风险将被最小化。
图2示出加热式气溶胶生成制品的第二实施例。全部元件如图1中所述,例外的是,支承元件30是中空管,在所述管31的内表面与所述管32的外表面之间限定径向延伸孔37。所述孔提供另外的气流路径,以允许进入气溶胶生成制品的内部部分与穿孔包装纸60之间。因此,图2中示出的制品的RTD甚至可以比图1所示更低。
通过气溶胶形成基质和通过穿孔包装纸的气流的相对体积取决于多个参数。
可以利用用于流过多孔体的达西定律推算通过气溶胶形成基质的气流。可以如下计算通过气溶胶形成基质的体积气流Qp:
在此,Ap是气溶胶形成基质的横截面积,
Kp是气溶胶形成基质的渗透率,
μ是空气的动态粘度,
(ΔP)p是越过气溶胶形成基质的压降,以及
Lp是气溶胶形成基质沿气流方向的长度。
可以利用用于层流体流的阿让泊肃叶方程估算通过包装纸中的一个穿孔的体积气流。
在此,(ΔP)v是越过穿孔的压降,
μ是空气的动态粘度,
tv是包装纸的厚度,
Qv,i是通过一个穿孔的体积气流,以及
dv是穿孔的直径。
如果存在n个穿孔,则通过全部穿孔的总体积流量是:
因此,通过第一气流路径和通过第二气流路径的气流的比率是:
如果假设(ΔP)p等于(ΔP)v,则上述等式可被简化为:
因此,能够看出的是,穿孔的尺寸和数目以及气溶胶形成基质和包装纸的尺寸和形状都是重要的。塞的穿透率也是重要因素并且取决于气溶胶形成基质的孔隙度和所采用的卷曲烟草片材的厚度。
通过改变这些参数,可以获得通过包装纸和通过塞的气流的所需的比率。例如,增加包装纸中的穿孔的尺寸或数目将降低通过包装纸的RTD。增加气溶胶形成基质的长度将提高通过气溶胶形成基质的RTD。
图1或图2中示出的气溶胶生成制品10被设计成与包括加热元件的气溶胶生成装置接合,以便由吸烟者抽吸或消费。使用中,气溶胶生成装置的加热元件将气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20加热至足够温度,以形成气溶胶,该气溶胶通过气溶胶生成制品10向下游抽吸并由吸烟者吸入。
图3示出气溶胶生成系统100的一部分,气溶胶生成系统100包括气溶胶生成装置110和根据如上所述和如图1所示的实施例的气溶胶生成制品10。
气溶胶生成装置包括加热元件120。如图3所示,加热元件120安装在气溶胶生成装置110的气溶胶生成制品容纳腔内。使用中,吸烟者将气溶胶生成制品10插入气溶胶生成装置110的气溶胶生成制品容纳腔内,使得加热元件120被直接插入气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20内,如图3所示。在图3所示的实施例中,气溶胶生成装置110的加热元件120是加热器叶片。气溶胶生成装置110包括电源和允许加热元件120被致动的电子设备。这种致动可以人工操作或者可以响应于在插入气溶胶生成装置110的气溶胶生成制品容纳腔内的气溶胶生成制品10上抽吸的吸烟者自动地发生。
当加热式气溶胶生成制品10与气溶胶生成装置正确地接合时,容纳腔的唇部与制品10的外表面接合。制品与唇部之间的圆周接合基本防止空气流入容纳腔内,并且因此基本限制进入容纳腔内的空气流。多个开口设置在气溶胶生成装置中以允许空气流向气溶胶生成制品10的远端。因此,当吸烟者在制品的口端上抽吸时,最小阻力气流路径是其中空气流过制品的远端和流过气溶胶生成基质的路径;该气流方向由图3中的箭头示出。
气溶胶生成制品10的支承元件30抵抗在气溶胶生成装置110的加热元件120插入气溶胶形成基质20内期间气溶胶生成制品10所承受的穿透力。气溶胶生成制品10的支承元件30由此在气溶胶生成装置的加热元件插入气溶胶形成基质内期间抵抗气溶胶形成基质在气溶胶生成制品10内向下游的运动。
一旦内部加热元件120被插入气溶胶生成制品10的被致动的气溶胶形成基质10内并且被致动,则气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20被气溶胶生成装置110的加热元件120加热至接近375摄氏度的温度。在该温度下,从气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20放出挥发性化合物。当吸烟者在气溶胶生成制品10的口端70上抽吸时,从气溶胶形成基质20放出的挥发性化合物通过气溶胶生成制品10被向下游抽吸,并且凝结以形成通过气溶胶生成制品10的烟嘴50抽吸到吸烟者的嘴内的气溶胶。
当气溶胶向下游穿过气溶胶冷却元件40时,由于热能从气溶胶传导至气溶胶冷却元件40而降低了气溶胶的温度。当气溶胶进入气溶胶冷却元件40时,其温度接近60摄氏度。由于在气溶胶冷却元件40内冷却,在气溶胶离开气溶胶冷却元件时的温度接近40摄氏度。
尽管根据如上所述和在图1中示出的实施例的气溶胶生成制品的支承元件由醋酸纤维素形成,可以理解的是,这并不重要并且根据其他实施例的气溶胶生成制品可以包括由其他适当的材料或材料组合形成的支承元件。
类似地,尽管根据如上所述和图1中所示的实施例的气溶胶生成制品包括气溶胶冷却元件,该气溶胶冷却元件包括卷曲和聚集的聚乳酸片材,将理解的是,这并非必要并且根据其他实施例的气溶胶生成制品可以包括其他气溶胶冷却元件。
此外,尽管根据如上所述和图1中示出的实施例的气溶胶生成制品具有由外包装纸包围的四个元件,将理解的是,这并非必要并且根据其他实施例的气溶胶生成制品可以包括另外的元件或更少的元件。
进一步将理解的是,为用于根据如上所述和图1中示出的实施例的气溶胶生成制品的元件以及根据如上所述和图3中示出的实施例的气溶胶生成装置的零件提供的尺寸仅是示例,并且可以选择适当的可替代尺寸。
在图4中,以简化方式示出气溶胶生成装置110的部件。具体地,气溶胶生成装置110的部件在图4中未按比例绘制。对于理解实施例不相关的部件已被省略以简化图4。
如图4所示,气溶胶生成装置110包括壳体6130。加热元件6120在壳体6130内安装在气溶胶生成制品容纳腔内。气溶胶生成制品10(在图4中由虚线示出)被插入气溶胶生成装置110的壳体6130内的气溶胶生成制品容纳腔内,使得加热元件6120被直接插入气溶胶生成制品10的气溶胶形成基质20内。
在壳体6130内存在电源6140,例如可再充电锂离子电池。控制器6150连接至加热元件6120、电源6140和用户接口6160,例如按钮或显示器。控制器6150控制供给到加热元件6120的功率,以便调节其温度。
如上所述的示例性实施例并非限制。与如上所述的示例性实施例一致的其他实施例对于本领域技术人员来说是明显的。
Claims (20)
1.一种用于与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品,所述加热式气溶胶生成制品包括多个部件,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于所述口端的上游的远端的条,所述加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在所述第一气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气穿过所述气溶胶形成基质,在所述第二气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气不穿过所述气溶胶形成基质,当所述加热式气溶胶生成制品不联接至气溶胶生成装置时,所述第二气流路径的抽吸阻力(RTD)小于所述第一气流路径的RTD。
2.根据权利要求1所述的加热式气溶胶生成制品,其中,当加热式气溶胶生成制品不联接至气溶胶生成装置时,所述第二流动路径的RTD小于10mmWG。
3.根据权利要求1或2所述的加热式气溶胶生成制品,其中,所述第二气流路径的RTD不大于所述第一气流路径的RTD的0.9倍,优选地是所述第一气流路径的RTD的0.2至0.7倍,并且更优选地是所述第一气流路径的RTD的0.3至0.5倍。
4.根据权利要求1、2或3所述的加热式气溶胶生成制品,其中,所述加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置之间的相互作用增大了沿着所述第二气流路径的RTD,使得气流有利于沿着所述第一气流路径。
5.根据前述权利要求中任一项所述的加热式气溶胶生成制品,其中,所述气溶胶形成基质定位在所述条的所述远端处或朝向所述远端定位,在所述气溶胶形成基质的下游穿过所述包装纸的一个或更多个穿孔形成所述第二气流路径的一部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的加热式气溶胶生成制品,其中,所述包装纸是高度穿孔包装纸,其允许空气通过所述气溶胶形成基质的下游的所述包装纸被抽吸到所述加热式气溶胶生成制品内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的加热式气溶胶生成制品,其中,支承元件定位在所述气溶胶形成基质的下游,通过所述支承元件的径向壁限定的孔形成所述第二气流路径的一部分。
8.根据前述权利要求中任一项所述的加热式气溶胶生成制品,其中,所述气溶胶形成基质包括聚集的均质烟草片材。
9.一种加热式气溶胶生成系统,包括:
包括多个部件的加热式气溶胶生成制品,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于所述口端的上游的远端的条,所述加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在所述第一气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气穿过所述气溶胶形成基质,在所述第二气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气不穿过所述气溶胶形成基质,当所述加热式气溶胶生成制品不联接至气溶胶生成装置时,所述第二气流路径的抽吸阻力(RTD)小于所述第一气流路径的RTD,以及
气溶胶生成装置,所述气溶胶生成装置包括用于加热所述气溶胶形成基质的设备,所述气溶胶生成装置布置成与所述加热式气溶胶生成制品接合,使得所述第二气流路径中断以允许当吸烟者在所述条的所述口端上抽吸时通过所述气溶胶形成基质抽吸空气。
10.根据权利要求8所述的加热式气溶胶生成系统,其中,所述加热式气溶胶生成制品是根据权利要求1至8中任一项所述的气溶胶生成制品。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的加热式气溶胶生成系统,其中,当所述加热式气溶胶生成制品与所述气溶胶生成装置接合时,所述第二气流路径的RTD大于所述第一气流路径的RTD。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的加热式气溶胶生成装置,其中,用于加热所述气溶胶形成基质的所述设备包括可插入所述气溶胶形成基质内的一个或更多个加热元件。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的加热式气溶胶生成装置,其中,用于加热所述气溶胶形成基质的所述设备包括当所述气溶胶生成制品与所述气溶胶生成装置接合时与所述气溶胶生成制品径向间隔开的一个或更多个加热元件。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的加热式气溶胶生成装置,其中,用于加热所述气溶胶形成基质的所述设备包括用于加热感受器的感应器。
15.一种抽吸加热式气溶胶生成制品的方法,所述加热式气溶胶生成制品包括多个部件,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于所述口端的上游的远端的条,所述加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在所述第一气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气穿过所述气溶胶形成基质,在所述第二气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气不穿过所述气溶胶形成基质,当所述加热式气溶胶生成制品不联接至气溶胶生成装置时,所述第二气流路径的抽吸阻力(RTD)小于所述第一气流路径的RTD,所述方法包括如下步骤:
a)使所述加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合,以使所述第二气流路径中断,
b)致动所述气溶胶生成装置以加热所述气溶胶形成基质,以及
c)在所述条的所述口端上抽吸,以使空气沿着所述第一气流路径流动,通过加热所述气溶胶形成基质产生的气溶胶在空气穿过所述气溶胶形成基质时夹带在空气中。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述加热式气溶胶生成制品是根据权利要求1至9中任一项所限定的气溶胶生成制品。
17.一种用于与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品,所述加热式气溶胶生成制品包括多个部件,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于所述口端的上游的远端的条,所述加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在所述第一气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气穿过所述气溶胶形成基质,在所述第二气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气通过所述包装纸抽吸到所述条内,其中,所述第二气流路径在所述气溶胶形成基质的下游的位置处连接所述第一气流路径,所述第二气流路径的通过所述包装纸的抽吸阻力(RTD)低于所述第一气流路径的通过所述气溶胶形成基质的RTD。
18.根据权利要求17所述的加热式气溶胶生成制品,其中,第二气流路径的RTD不大于所述第一气流路径的RTD的0.9倍。
19.一种用于与气溶胶生成装置一起使用的加热式气溶胶生成制品,所述加热式气溶胶生成制品包括多个部件,所述多个部件包括组装在包装纸内的气溶胶形成基质,以形成具有口端和位于所述口端的上游的远端的条,所述加热式气溶胶生成制品限定第一气流路径和第二气流路径,在所述第一气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气穿过所述气溶胶形成基质,在所述第二气流路径中,通过所述口端抽吸到所述气溶胶生成制品内的空气通过所述包装纸抽吸到所述条内,其中,所述第二气流路径在所述气溶胶形成基质的下游的位置处连接所述第一气流路径,以及其中,所述气溶胶生成制品构造成使得当吸力施加至所述条的所述口端以及所述第一气流路径或所述第二气流路径均不被阻塞时,通过所述第二气流路径比通过所述第一气流路径抽吸更大体积的空气。
20.根据权利要求19所述的加热式气溶胶生成制品,其中,通过所述第二气流路径抽吸的空气的体积是通过所述第一气流路径抽吸的空气的体积的至少两倍。
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