CN109414073A - 与用于加热可抽吸材料的设备一起使用的制品 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品(1、2、3、4、5、6)。制品(1)包括泡沫(20)。泡沫包含可抽吸材料，诸如烟草。还公开了一种包括制品(1、2、3、4、5、6)和设备(100)的系统(1000)。制品(100)包括含有可抽吸材料的泡沫(20)。设备(100)用于加热可抽吸材料，以使可抽吸材料的至少一种成分挥发。设备(100)包括用于接收制品(1、2、3、4、5、6)的至少一部分的加热区(111)。

Description

与用于加热可抽吸材料的设备一起使用的制品
技术领域
本发明涉及与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品，并且涉及包括这种设备和这种制品的系统。
背景技术
抽吸制品(诸如香烟、雪茄等)在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过制造在没有燃烧的情况下释放化合物的产品来提供这些制品的替代品。这种产品的实例为所谓的“加热但不燃烧(heat not burn)”产品或烟草加热装置或产品，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。该材料可为例如烟草或可含有或可不含有尼古丁的其他非烟草产品。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品，该制品包括含有可抽吸材料的泡沫。
在示例性实施例中，泡沫包含分散在固体介质中的气体。
在示例性实施例中，固体介质包含可抽吸材料。
在示例性实施例中，固体介质包含载体。
在示例性实施例中，载体包含纤维素或淀粉，诸如淀粉-木质素。
在示例性实施例中，泡沫是开孔泡沫。
在示例性实施例中，泡沫从制品的一端延伸到制品的相对端。
在示例性实施例中，泡沫的第一部分具有第一密度，泡沫的第二部分具有第二密度，并且第二密度大于第一密度。
在示例性实施例中，制品是细长的，并且泡沫的第一部分和第二部分沿制品的长度位于不同的位置。
在示例性实施例中，制品还包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料，并且加热材料与可抽吸材料热接触。
在示例性实施例中，泡沫被固定或粘附到加热材料。
在示例性实施例中，加热材料呈主体的形式，该主体从制品的一端延伸到制品的相对端。
在示例性实施例中，加热材料包括选自由导电材料、磁性材料和磁性导电材料组成的组中的一种或多种材料。
在示例性实施例中，加热材料包括金属或金属合金。
在示例性实施例中，加热材料包括选自由以下组成的组中的一种或多种材料：铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、普碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜。
在示例性实施例中，制品包括分布在泡沫之中(disburse through)的元件，所述元件中的每个包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料，并且加热材料与可抽吸材料热接触。
在示例性实施例中，元件均匀地或基本均匀地分布在泡沫之中。
在示例性实施例中，元件中的每个包括加热材料的闭合回路。
在示例性实施例中，制品不含可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料。
在示例性实施例中，可抽吸材料包括烟草和/或一种或多种保湿剂。
在示例性实施例中，制品包括在泡沫周围的覆盖件。
在示例性实施例中，覆盖件包括包装纸或纸张。
本发明的第二方面提供了一种系统，该系统包括：制品，该制品包括含有可抽吸材料的泡沫；以及设备，该设备用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发，其中该设备包括用于接收制品的至少一部分的加热区。
在示例性实施例中，该设备用于加热可抽吸材料，以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料。
在示例性实施例中，第二方面的系统的制品是第一方面的制品。第二方面的系统的制品可以具有如存在于第一方面的制品的相应示例性实施例中的上面讨论的特征中的任一个或多个。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备一起使用的制品的实例的示意性透视图；
图2示出与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备一起使用的另一种制品的实例的示意性透视图；
图3示出图2的制品的示意性截面视图；
图4示出与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备一起使用的另一种制品的实例的示意性透视图；
图5示出图4的制品的示意性截面视图；
图6示出与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备一起使用的另一种制品的实例的示意性截面视图；
图7示出与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备一起使用的另一种制品的实例的示意性截面视图；
图8示出与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备一起使用的另一种制品的实例的示意性截面视图；以及
图9示出用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少—种成分挥发的设备的实例的示意性截面视图。
具体实施方式
如本文所用，术语“可抽吸材料”包括在加热时通常以蒸气或气溶胶的形式提供挥发成分的材料。“可抽吸材料”可以是不含烟草材料或含烟草材料。“可抽吸材料”可以例如包括烟草本身、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草、烟草提取物、均质烟草或烟草替代品中的一种或多种。可抽吸材料可以是磨碎的烟草、切碎的烟草、挤压过的烟草、再造的烟草、再造的可抽吸材料、液体、凝胶、凝胶片、粉末或附聚物等形式。“可抽吸材料”还可以包括其他非烟草产品，其取决于产品而可以含有或不含有尼古丁。“可抽吸材料”可包含一种或多种保湿剂，诸如甘油或丙二醇。
如本文所用，术语“泡沫”包括包含分散在液体介质或固体介质中的气体的物质。在一些实施例中，泡沫包含分散在固体介质中的气体，并且固体介质包含可抽吸材料。在一些实施例中，固体介质由可抽吸材料组成或基本上完全由可抽吸材料组成。泡沫可以是开孔泡沫、闭孔泡沫或包括开孔和闭孔两者的泡沫。在一些实施例中，开孔泡沫可允许流体流过泡沫以在使用中吸收(pick up)可抽吸材料的挥发成分。在一些实施例中，闭孔泡沫可以是多孔的，以允许流体流过泡沫以在使用中吸收可抽吸材料的挥发成分。在一些实施例中，泡沫可以是闭孔泡沫，其在加热时变成开孔泡沫。
在一些实施例中，固体介质包括载体，其可以是例如纤维素或淀粉，诸如淀粉-木质素。可抽吸材料可与载体混合。在一些实施例中，固体材料可以是导热的，以促进热传递。在一些实施例中，如下所述，固体材料可包括加热材料，该加热材料可通过利用变化的磁场穿透而加热。
如本文所用，术语“加热材料”或“加热器材料”是指可通过利用变化的磁场穿透而加热的材料。
感应加热是通过利用变化的磁场穿透导电物体来加热该物体的过程。法拉第感应定律和欧姆定律描述了这个过程。感应加热器可包括电磁体和用于使变化的电流(诸如交流电流)通过电磁体的装置。当电磁体和待加热物体适当地相对定位成使得由电磁体产生的合成变化磁场穿透物体时，在物体内部生成一个或多个涡电流。该物体对电流的流动具有阻力。因此，当在物体中生成这种涡电流时，这种涡电流抵抗物体电阻的流动致使物体被加热。该过程被称为焦耳、欧姆或电阻加热。能够被感应加热的物体被称为感受器。
已经发现，当感受器呈闭合回路的形式时，在使用中感受器与电磁体之间的磁耦合得到增强，这导致更大或改善的焦耳加热。
磁滞加热是通过利用变化的磁场穿透由磁性材料制成的物体来加热该物体的过程。可以认为磁性材料包括许多原子级磁体或磁偶极子。当磁场穿透这种材料时，磁偶极子与磁场对齐。因此，当例如由电磁体产生的变化的磁场(诸如交变磁场)穿透磁性材料时，磁偶极子的取向随着所施加的磁场的变化而变化。这种磁偶极子重新取向致使在磁性材料中生成热。
当物体既是导电的又是磁性的时，利用变化的磁场穿透物体可以引起物体中的焦耳加热和磁滞加热两者。此外，使用磁性材料可以增强磁场，这可加剧焦耳加热。
在上述过程中的每个中，由于热是在物体本身内部生成的，而不是通过热传导由外部热源生成的，所以可以实现物体的快速升温和更均匀的热分布，特别是通过选择合适的物体材料和几何形状，以及相对于物体的适当变化的磁场大小和取向。此外，由于感应加热和磁滞加热不需要在变化磁场源与物体之间提供物理连接，因此设计自由度和对加热曲线的控制可能更大，并且成本可能更低。
参考图1，示出了根据本发明的实施例的制品的实例的示意性透视图。制品1包括含有可抽吸材料的泡沫20。制品1与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不点燃可抽吸材料的设备(诸如图9所示以及下文所述的设备100)一起使用。
在该实施例中，泡沫20呈圆柱形杆的形式。该杆具有大致圆形的横截面。泡沫从制品1的一端延伸到制品的相对端。因此，在使用中，可以在制品1的一端处将空气吸入泡沫20中，空气可以穿过泡沫20并吸收从可抽吸材料释放的挥发成分，并且然后在制品1的相对端处将通常呈蒸气或气溶胶形式的挥发成分从泡沫20中抽出。在制品1为细长的这个实施例中，泡沫20在其间延伸的制品1的这些端部是制品1的相对的纵向端部。然而，在其他实施例中，端部可以是制品的任何两个端部或侧面，诸如制品的任何两个相对的端部或侧面。
在该实施例中，泡沫20包含分散在固体介质中的气体。也就是说，泡沫20的细胞壁由固体制成，而不是由液体制成。固体介质包括载体和可抽吸材料。载体包含纤维素或淀粉，但在其他实施例中，可以使用其他材料。在该实施例中，气体是空气，但在其他实施例中，可以使用一种或多种其他气体，诸如氧气。
在该实施例的制品1中，泡沫20是开孔泡沫。开孔泡沫的使用有利于使用者吸入泡沫20中并穿过泡沫20的空气的流动。此外，当在使用中加热可抽吸材料时，由于使用者抽吸，泡沫20的开孔性质有利于从可抽吸材料释放的通常呈蒸气或气溶胶形式的挥发成分流过和流出泡沫20。
在该实施例中，泡沫20具有约300Kg/m3的密度，但在其他实施例中，该密度可以是小于500Kg/m3的密度，诸如在200Kg/m3至400Kg/m3之间的密度。可以选择泡沫20的密度以帮助提供泡沫20的期望水平的导热性，和/或泡沫20的保水性，和/或在使用中流体流过泡沫20的容易性。
该实施例的制品1具有围绕泡沫20的覆盖件10。覆盖件10有助于在制品1的运输和使用期间保护泡沫20免受损坏。在使用期间，覆盖件10还可以帮助引导空气流进入并穿过泡沫20，并且有助于引导蒸气或气溶胶流过并流出泡沫20。
在该实施例中，覆盖件10包括包裹物12，包裹物12缠绕在泡沫20周围，使得包裹物12的自由端彼此重叠。包裹物12因此形成制品1的周向外表面的全部或大部分。包裹物12可由纸材、再造的可抽吸材料(诸如再造烟草)等形成。该实施例的覆盖件10还包括粘合剂14，粘合剂14将包裹物12的重叠的自由端彼此粘合。粘合剂可包括例如阿拉伯树胶、天然或合成树脂、淀粉和清漆中的一种或多种。粘合剂14有助于防止包裹物12的重叠的自由端分离。应当注意，为清楚起见，图1中突出了粘合剂14相对于包裹物12的尺寸。
覆盖件10限定制品1的外表面，并且可以在使用中接触设备。在该实施例中，制品1为细长的，并且为具有大致圆形横截面的圆柱形。然而，在其他实施例中，制品1可具有不是圆形的横截面和/或不是细长的和/或不是圆柱形的。在该实施例中，制品1具有的比例接近于香烟的比例。覆盖件10可以由导热材料制成，以用于在使用中将热能从设备传递到泡沫20。
参考图2和图3，示出了根据本发明的实施例的另一种制品的实例的示意性透视图和示意性截面视图。图1的制品1没有可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料。图2和图3的制品2与图1的制品1相同，不同的是图2和图3的制品2包括这种加热材料。因此，为了简明起见，将不再详细描述两个实施例共同的特征。制品2与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料的设备(诸如图9所示以及下文所述的设备100)一起使用。可对图2和图3的制品2做出对图1的制品1的本文中描述的可能变型中的任一种，以形成单独的相应实施例。
在该实施例中，除了覆盖件10和泡沫20之外，制品2还包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料。加热材料与可抽吸材料热接触。因此，加热材料在使用中是可加热的，以加热可抽吸材料。更具体地，制品2包括在泡沫20之中分布的元件30，并且元件30中的每个包括加热材料。元件30在泡沫20之中均匀地或基本上均匀地分布。这种基本上均匀的分布有助于在使用中对可抽吸材料提供基本上均匀的加热。在其他实施例中，元件30可以相反地在泡沫20之中不均匀地分布，使得制品的第一区域比第二区域具有更大密度或比例的加热材料。元件30的这种不均匀分布可有助于在使用中对可抽吸材料提供渐进加热，因为第一区域中的可抽吸材料可比第二区域更快地加热，使得第一区域在第二区域之前释放挥发成分。在使用中第一区域也可以达到比第二区域更高的最高温度。
在该实施例中，元件30中的每个包括加热材料的闭合回路。更具体地，元件30中的每个是环形的。更具体地，在该实施例中，元件30中的每个是圆环形的。环形元件可以是限定在相同点处开始和结束的路径以便形成闭合回路的任何形状，而圆环形元件必然地是圆形或大致圆形的。圆环形元件具有相对大的表面积与重量比，这可有助于避免元件30由于重力而通过沉降倾向于聚集。圆环形元件可具有小的截面积与直径比。因此，圆环中的循环电流当经受变化的磁场时可以穿透圆环的大部分或全部，而不是仅限于其“表皮”，如当感受器具有太大的厚度时可能出现的情况。因此，实现了材料的更有效使用，并且继而降低了成本。在该实施例中，元件30中的每个完全或基本上完全由加热材料组成。然而，在其他实施例中，元件30中的一个或多个可包括不含加热材料但承载加热材料的闭合回路的环形或圆环形主体。例如，元件中的一个或多个可以包括不含加热材料的圆环形主体，其中加热材料的闭合回路涂覆在该圆环形主体上。
在该实施例的变型中，元件30中的一些或每个可以是不规则形状、球形、颗粒或离散股线。当提供加热材料的离散股线时，股线可以彼此重叠和/或接触，以限定加热材料的一个或多个闭合回路。股线可全部由相同的加热材料制成。股线可以是线性的或弯曲的，例如，诸如螺旋形的。在一些实施例中，如上所述，元件30中的每个可包括不含加热材料但承载加热材料的主体。由主体承载的加热材料可以是闭合回路的形式。
在所示实施例的变型中，加热材料可以不形成闭合回路。也就是说，元件30可以不含加热材料的闭合回路。
在一些实施例中，元件30可包括第一材料的元件和不同于第一材料的第二材料的元件。第一材料和第二材料可通过给定的变化磁场以不同的速率加热。
参考图4和图5，示出了根据本发明的实施例的另一种制品的实例的示意性透视图和示意性截面视图。图4和图5的制品3与上面参考图1描述的制品1相同，不同的是制品3包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料。因此，为了简明起见，将不再详细描述两个实施例共同的特征。制品3与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料的设备(诸如图9所示以及下文所述的设备100)一起使用。可对图4和图5的制品3做出对图1的制品1的本文中描述的可能变型中的任一种，以形成单独的相应实施例。
在该实施例中，除了覆盖件10和泡沫20之外，制品3还包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料。更具体地，制品2包括泡沫20内的加热材料的主体40。加热材料与可抽吸材料热接触。因此，加热材料在使用中是可加热的，以加热可抽吸材料。在该实施例中，泡沫20固定到主体40的加热材料上。这通过将泡沫20粘附到主体40来实现。然而，在其他实施例中，固定可以不通过粘附进行。在一些实施例中，泡沫20可以因此不固定到加热材料上。
在该实施例中，加热材料的主体40是细长的，并且从泡沫20的一端延伸到泡沫20的相对端。这可有助于在使用中对泡沫20的可抽吸材料提供更均匀的加热。然而，在其他实施例中，加热材料的主体40可以不延伸到泡沫20的相对两端中的任一端，或者可以仅延伸到泡沫20的一个端部并且与泡沫20的另一个端部间隔开。
在该实施例中，加热材料的主体40从制品3的一端延伸到制品3的相对端。这可帮助制造制品3。然而，在其他实施例中，加热材料的主体40可以不延伸到制品3的相对两端中的任一端，或者可以仅延伸到制品3的一个端部并且与制品3的另一个端部间隔开。
在该实施例中，加热材料的主体40沿基本上与制品3的纵向轴线对齐的纵向轴线延伸。这可帮助制造制品3。在该实施例中，对齐的轴线重合。在该实施例的变型中，对齐的轴线可以彼此平行。然而，在其他实施例中，轴线可以彼此倾斜。
在该实施例中，加热材料的主体40被泡沫20环绕。也就是说，泡沫20围绕加热材料的主体40延伸。在加热材料的主体40不延伸到泡沫20的相对两端中的任一端的实施例中，泡沫20可以围绕加热材料的主体40延伸并且还可覆盖加热材料的主体40的端部，使得加热材料的主体40被泡沫20包围。
在该实施例中，主体40对空气或挥发的材料是不可透过的，并且基本上没有间断。因此，主体40可以相对容易地制造。然而，在该实施例的变型中，主体40对空气可为可透过的，并且/或者对于当加热可抽吸材料时产生的挥发的材料可为可透过的。主体40的这种可透过性质可以帮助空气穿过制品3，以吸收当可抽吸材料被加热时产生的挥发的材料。
在该实施例中，加热材料的主体40具有垂直于其长度的矩形或大致矩形的横截面。加热材料的主体40具有由两个小表面连接的两个相对的大表面。因此，与主体40的其他尺寸相比，主体40的深度或厚度相对较小。然而，在其他实施例中，主体40可具有不同于矩形的形状的截面，所述形状诸如为圆形、椭圆形、环形、多边形、正方形、三角形、X形、T形、星形或径向翅片式。
在该实施例中，加热材料的主体40的横截面沿主体40的长度是恒定的。此外，在该实施例中，加热材料的主体40是平面的或大致平面的。本实施例的加热材料的主体40可以被认为是扁平条带或带状物。然而，在其他实施例中，情况可并非如此。
在一些实施例中，加热材料的主体40可以是非平面的。例如，主体40可以遵循波状或波浪形路径，可为扭曲的，可为波纹状的，可为螺旋状的，可具有螺旋形状，可包括其上具有突起和/或其中具有凹陷的板或条带或带状物，可包括网状物，可包括网眼金属板(expanded metal)，或可具有不均匀的非平面形状。这种非平面形状可有助于空气穿过制品，以吸收在可抽吸材料被加热时产生的挥发的材料。非平面形状可以提供以供空气遵循的曲折路径，从而在空气中产生湍流并且导致从加热材料到可抽吸材料的更好的热传递。非平面形状还可以增加加热材料的主体40的每单位长度的主体40的表面积。这可以导致主体40的更大或改善的焦耳加热，并因此导致可抽吸材料的更大或改善的加热。在一些实施例中，加热材料的主体40可以是中空的或穿孔的。
参考图6、图7和图8，示出了根据本发明的相应实施例的其他制品的实例的示意性截面视图。除了制品1的泡沫20的形式之外，图6的制品4与上面参考图1描述的制品1相同。除了制品5的泡沫20的形式之外，图7的制品5与上面参考图2和图3描述的制品2相同。除了制品6的泡沫20的形式之外，图8的制品6与上面参考图4和图5描述的制品3相同。为了简明起见，将不再详细描述两个实施例共同的特征。制品4、5、6中的每个与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料的设备(诸如图9所示以及下文所述的设备100)一起使用。
可对图6的制品4做出对图1的制品1的本文中描述的可能变型中的任一种，以形成单独的相应实施例。类似地，可对图7的制品5做出对图2和图3的制品2的本文中描述的可能变型中的任一种，以形成单独的相应实施例，并且可对图8的制品6做出对图4和图5的制品3的本文中描述的可能变型中的任一种，以形成单独的相应实施例。
在图6、图7和图8的制品4、5、6中的每个中，泡沫20的第一部分20a具有第一密度，并且泡沫20的第二部分20b具有第二密度。在这些实施例中，第二密度大于第一密度，但是在这些实施例的相应变型中，第一密度可以大于第二密度。从对附图的考虑可以理解，泡沫20的第一部分20a和第二部分20b沿细长制品4、5、6的长度位于不同的位置。因此，在使用中，蒸气或气溶胶从泡沫20的第一部分20a和第二部分20b中的一个流向并流过泡沫20的第一部分20a和第二部分20b中的另一个。泡沫20的第一部分20a和第二部分20b可通过覆盖件10保持在一起。
提供具有不同密度的泡沫20的第一部分20a和第二部分20b可有助于确定或影响泡沫20的第一部分20a和第二部分20b的不同相对特性，诸如它们的相对强度、它们的相对质量、它们的相对导热性、它们对气流的相对阻力、它们所含的可抽吸材料的相对量、以及它们在使用中释放可抽吸材料的挥发成分的相对速率。密度也可以帮助确定或影响制品的质心。
具有不同密度但在其他方面相同的泡沫可以在使用中以不同的速率加热。因此，通过提供具有不同密度的泡沫20的第一部分20a和第二部分20b，可以通过加热所述加热材料对制品4进行逐渐加热。
在图7的实施例中，包括可加热材料的元件30在整个泡沫20之中均匀地或基本上均匀地分布。可替代地，在其他实施例中，元件30在泡沫20的第一部分20a中的分布密度可以与元件30在泡沫20的第二部分20b中的分布密度不同。例如，元件30在泡沫20的第一部分20a中的分布密度可以小于元件30在泡沫20的第二部分20b中的分布密度，或者元件30在泡沫20的第二部分20b中的分布密度可以小于元件30在泡沫20的第一部分20a中的分布密度。
在图8的实施例的变型中，泡沫20的密度可以反之随着距加热材料的主体40的距离而变化，或者可以随着距加热材料的主体40的距离和沿加热材料的主体40的距离两者而变化。这可以有助于当制品在使用中被加热时调整(tailor)气溶胶的释放。例如，泡沫20的第一部分和第二部分可以布置成使泡沫的相对较密集部分比泡沫的较不密集部分更靠近加热材料的主体40。可替代地，泡沫的较不密集部分可以比泡沫的相对较密集部分更靠近加热材料的主体40。例如，在一些实施例中，泡沫的第一部分和第二部分中的一个可以是管状的并且环绕加热材料的主体40，并且泡沫的第一部分和第二部分中的另一个可以是管状的并且环绕泡沫的第一部分和第二部分中的另一个。
在上面讨论的包括加热材料的实施例中的每个中，加热材料是钢。然而，在其他实施例中，加热材料可包括选自由导电材料、磁性材料和磁性导电材料组成的组中的一种或多种材料。在一些实施例中，加热材料可包括金属或金属合金。在一些实施例中，加热材料可包括选自由以下组成的组中的一种或多种材料：铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、普碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜。在其他实施例中可以使用(一种或多种)其他加热材料。已经发现，当使用磁性导电材料作为加热材料时，可以在使用中增强磁性导电材料与设备的电磁体之间的磁耦合。除了潜在地实现磁滞加热之外，这还可以导致加热材料的更大或改善的焦耳加热，并且因此导致可抽吸材料的更大或改善的加热。
在图2至图8所示的制品2、3、5、6中的每个中，加热材料与可抽吸材料表面接触。因此，当通过利用变化的磁场穿透来加热所述加热材料时，热可以直接从加热材料传递到可抽吸材料。在其他实施例中，加热材料可以保持不与可抽吸材料表面接触。例如，在一些实施例中，制品2、3、5、6可以包括导热屏障，该导热屏障不含加热材料并且使加热材料与可抽吸材料隔开。在一些实施例中，导热屏障可以是加热材料上的涂层。提供这种屏障可有利于帮助散热以减轻加热材料中的热点。
加热材料可以具有一表皮深度，该表皮深度是外部区域，在该外部区域内发生大部分感应电流和/或磁偶极子的感应重新取向。与和加热材料的其他尺寸相比具有相对较大的深度或厚度的加热材料相比，通过提供加热材料以具有相对小的厚度，更大比例的加热材料可通过给定的变化磁场来加热。因此，实现了材料的更有效使用，并且继而降低了成本。
泡沫的使用可有助于提供大的表面积，在使用时，可通过流过泡沫的流体来从大的表面积吸收可抽吸材料的挥发成分。例如，与切碎的可抽吸材料杆相比，泡沫的使用可以例如增强制品中的导热性。继而，这可以有助于对可抽吸材料或整个制品提供更快和/或更均匀的加热。泡沫的使用和泡沫的特性也可有助于确定制品的强度、制品的导热性和对通过制品的气流的阻力。
泡沫可包括可抽吸材料、粘结剂(诸如海藻酸钠)、泡沫增强剂(诸如羟丙基纤维素(HPC))和气溶胶形成剂(诸如甘油、丙二醇、甘油三乙酸酯或二甘醇)。
在一些实施例中，泡沫可以通过使材料(诸如藻酸盐，例如海藻酸钠)水合以形成糊剂来制造。可以向糊剂中添加气溶胶形成剂和可抽吸材料(诸如呈磨碎的可抽吸材料的形式)。可以添加泡沫增强剂(诸如羟丙基纤维素(HPC))，其可以有助于捕获气体(诸如空气)以形成泡沫。可以添加柠檬酸盐(诸如柠檬酸钠或柠檬酸钙)，以帮助保持泡沫的结构。
在一些实施例中，泡沫可以制成片材，然后卷起或卷绕以用在实现本发明的制品中。可替代地，泡沫可以制成片材，然后可以从片材上冲压或切割用在实现本发明的制品中的泡沫的一部分。可替代地，泡沫可以制成片材，然后切碎以用在实现本发明的制品中。形成的泡沫碎片可以组合以形成杆。
在一些实施例中，泡沫可以由使用带式铸造工艺制造的片材材料(包括可抽吸材料)制成。该工艺本身使片材材料具有一定的孔隙率。为了增加片材材料的填充值，可以引入发泡以在密度降低之处增加结构性空隙。因此可以调整片材材料的孔隙率、密度和孔径。活性碳可以掺入片材材料中，例如以4％至7.5％的量(诸如wt％)掺入。已经发现，碳的微观结构的很大一部分可以保持并且不被片材制造过程覆盖。
在一些实施例中，泡沫可包括再造的可抽吸材料，诸如再造烟草。在再造的可抽吸材料的制造期间，可以灵活地引入可以增强发泡的(一种或多种)成分，诸如在基础网/纤维和液体提取物的单独加工期间。
上述两种方法可用于形成柔韧的片材材料，但具有足够低的密度和高的硬度以允许良好的压降，并且因此在使用中实现良好的气溶胶流过材料。
在一些实施例中，可抽吸材料可以作为提取物施加到泡沫基底。泡沫基底可以是泡沫再造的可抽吸材料或泡沫惰性材料。惰性材料可以不含可抽吸材料。
上述制品1、2、3、4、5、6及其所述变型中的每个可与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用。该设备可用于加热可抽吸材料，以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料。(一种或多种)制品1、2、3、4、5、6中的任一个和这种设备可以作为系统一起提供。该系统可以采用套件的形式，其中制品1、2、3、4、5、6与设备分离。可替代地，该系统可以采用组件的形式，其中制品1、2、3、4、5、6与设备组合。现在将参考图9描述示例系统。
参考图9，示出了根据本发明的实施例的系统的实例的示意性截面视图。该实施例的系统1000包括：制品4，制品4包括含有可抽吸材料的泡沫；以及设备100，设备100用于加热制品4的可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发。在该实施例中，系统1000的制品4是图6的制品4。然而，在其他实施例中，系统1000的制品可以是除了图6的制品4之外的制品，诸如图1至图5、图7和图8的制品1、2、3、5、6中的一个。一般而言，设备100包括用于接收制品4的至少一部分的加热区111。在该实施例中，设备100包括：用于加热该加热区111的加热器115，其中加热器115包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料；以及磁场发生器112，其用于生成穿透加热器115的加热材料的变化磁场。
该实施例的设备100包括主体110和吸嘴120。吸嘴120可由任何合适的材料制成，所述材料诸如为塑料材料、纸板、醋酸纤维素、纸材、金属、玻璃、陶瓷或橡胶。吸嘴120限定从中穿过的通路122。吸嘴120可相对于主体110定位，以便覆盖通向加热区111的开口。当吸嘴120相对于主体110如此定位时，吸嘴120的通路122与加热区111流体连通。在使用中，通路122用作允许挥发材料从插入加热区111中的制品传递到设备100外部的通道。在该实施例中，设备100的吸嘴120与主体110可释放地接合，以便将吸嘴120连接到主体110。在其他实施例中，吸嘴120和主体110可以永久地连接，诸如通过铰接构件或柔性构件。在一些实施例中，诸如制品本身包括吸嘴的实施例中，可以省略设备100的吸嘴120。
设备100可以限定将加热区111与设备100的外部流体连接的空气入口。这种空气入口可以由设备100的主体110和/或设备100的吸嘴120限定。使用者能够通过将可抽吸材料的(一种或多种)挥发成分抽吸通过吸嘴120的通路122来吸入(一种或多种)挥发成分。当从制品中除去(一种或多种)挥发成分时，空气可以经由设备100的空气入口被吸入加热区111中。
在该实施例中，主体110包括加热区111。在该实施例中，加热区111包括用于接收制品4的至少一部分的凹部111。在其他实施例中，加热区111可以不是凹部，诸如为搁架、表面或突出部，并且可能需要与制品1、2、3、4、5、6机械配合，以便与制品1、2、3、4、5、6协作或接收制品1、2、3、4、5、6。在该实施例中，加热区111是细长的，并且其尺寸和形状设定成适于接收制品4。在该实施例中，加热区111容纳整个制品4。在其他实施例中，加热区111可经设定尺寸以仅接收制品1、2、3、4、5、6的一部分。
在该实施例中，磁场发生器112包括电源113、线圈114、用于使变化的电流(诸如交流电流)通过线圈114的装置116、控制器117以及以供用户操作控制器117的用户界面118。
在该实施例中，电源113是可充电电池。在其他实施例中，电源113可以不是可充电电池，诸如不可充电电池、电容器、电池-电容器混合电源或与市电电源连接的连接器。
线圈114可采用任何合适的形式。在该实施例中，线圈114是导电材料(诸如铜)的螺旋线圈。在一些实施例中，磁场发生器112可包括导磁芯(magnetically permeablecore)，线圈114围绕该导磁芯缠绕。在使用中，这种导磁芯聚集线圈114产生的磁通量，并且产生更强的磁场。例如，导磁芯可以由铁制成。在一些实施例中，导磁芯可以仅部分地沿线圈114的长度延伸，以便仅在某些区域中聚集磁通量。在一些实施例中，线圈可以是扁平线圈。也就是说，线圈可以是二维螺旋。
在该实施例中，线圈114相对于加热器115和加热区111处于固定位置。在该实施例中，线圈114环绕加热器115和加热区111。在该实施例中，线圈114沿基本上与加热区111的纵向轴线A-A对齐的纵向轴线延伸。在该实施例中，对齐的轴线重合。在该实施例的变型中，对齐的轴线可以彼此平行。然而，在其他实施例中，轴线可以彼此倾斜。此外，在该实施例中，线圈114沿基本上与加热器115的纵向轴线重合的纵向轴线延伸。这可以有助于在使用中对加热器115提供更均匀的加热，并且还可以有助于设备100的可制造性。在其他实施例中，线圈114和加热器115的纵向轴线可以通过彼此平行而彼此对准，或者可以彼此倾斜。
在该实施例中，用于使变化的电流通过线圈114的装置116电连接在电源113和线圈114之间。在该实施例中，控制器117还电连接到电源113，并且通信地连接到装置116以控制装置116。更具体地，在该实施例中，控制器117用于控制装置116，以便控制从电源113到线圈114的电力供应。在该实施例中，控制器117包括集成电路(IC)，诸如印刷电路板(PCB)上的IC。在其他实施例中，控制器117可以采用不同的形式。在一些实施例中，设备可以具有包括装置116和控制器117的单个电气或电子部件。在该实施例中，通过用户界面118的用户操作来操作控制器117。在该实施例中，用户界面118位于主体110的外部。用户界面118可以包括按钮、拨动开关、拨盘、触摸屏等。在其他实施例中，用户界面118可以是远程的并且无线地连接到设备的其余部分，诸如经由蓝牙。
在该实施例中，用户对用户界面118的操作使得控制器117致使装置116使交流电流通过线圈114，从而使线圈114生成交变磁场。设备100的线圈114和加热器115适当地相对定位，使得由线圈114产生的交变磁场穿透加热器115的加热材料。当加热器115的加热材料是导电材料时，这可导致在加热材料中生成一个或多个涡电流。加热材料中的涡电流抵抗加热材料的电阻流动导致加热材料通过焦耳加热而被加热。在该实施例中，加热材料由磁性材料制成，因此加热材料中的磁偶极子的取向随着施加的磁场的变化而变化，这导致在加热材料中生成热。
加热器115沿其长度在每个位置输出基本相同量的热。因此，制品4的泡沫20沿其长度基本上均匀加热。由于泡沫20的第一部分20a和第二部分的密度彼此不同，因而在使用中，泡沫20的第一部分20a和第二部分20b中的一个可以在另一个之前被加热。例如，泡沫20的较密部分可以比泡沫的较不密部分更快地加热。
在该实施例中，磁场发生器112的线圈114的阻抗等于或基本上等于加热器115的阻抗。如果加热器115的阻抗反而低于线圈114的阻抗，则在使用中在加热器115两端生成的电压可低于当阻抗匹配时可在加热器115两端生成的电压。可替代地，如果加热器115的阻抗反而高于线圈114的阻抗，则在使用中在加热器115中生成的电流可低于当阻抗匹配时可在加热器115中生成的电流。在系统1000包括图2和图3的制品2、3中的一个的实施例中，类似地，线圈114的阻抗可以等于或基本上等于包括加热材料的制品2、3、5、6的部分的阻抗。使阻抗匹配可有助于平衡电压和电流，以使在加热器115或在使用中加热时制品2、3、5、6的加热材料处生成的加热功率最大化。在一些实施例中，装置116的阻抗可以等于或基本上等于线圈114和加热器115的组合阻抗。
该实施例的设备100包括用于感测加热区111的温度的温度传感器119。温度传感器119通信地连接到控制器117，使得控制器117能够监测加热区111的温度。在从温度传感器119接收的一个或多个信号的基础上，控制器117可以使装置116根据需要调节通过线圈114的变化的电流或交流电流的特性，以便确保加热区111的温度保持在预定的温度范围内。该特性可以是例如幅度或频率或占空比。在预定的温度范围内，在使用中，位于加热区111中的制品1、2、3、4、5、6内的可抽吸材料被充分加热，以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料。因此，控制器117和设备100作为整体被布置成加热可抽吸材料，以使可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧可抽吸材料。在一些实施例中，温度范围为约50℃至约300℃，诸如在约50℃至约250℃之间、在约50℃至约150℃之间、在约50℃至约120℃之间、在约50℃至约100℃之间、在约50℃至约80℃之间、或在约60℃至约70℃之间。在一些实施例中，温度范围在约170℃至约220℃之间。在其他实施例中，温度范围可以不同于该范围。在一些实施例中，温度范围的上限可以大于300℃。在一些实施例中，可以省略温度传感器119。在一些实施例中，加热材料可具有基于期望将加热材料加热达到的最高温度而选择的居里点温度，使得阻碍或防止通过感应加热所述加热材料来进一步加热到该温度以上。
在作为图9所示的系统1000的变型的实施例中，线圈114可以布置成生成交变磁场或以其他方式变化的磁场，当制品2、3、5、6在加热区111中的情况下设备100和制品2、3、5、6适当地相对定位时，所述磁场穿透制品2、3、5、6的加热材料。当制品2、3、5、6的加热材料是导电材料时，这可导致在加热材料中生成一个或多个涡电流。加热材料中的涡电流抵抗加热材料的电阻流动导致加热材料通过焦耳加热而被加热。如上所述，当加热材料由磁性材料制成时，加热材料中的磁偶极子的取向随着施加的磁场的变化而变化，这导致在加热材料中生成热。在一些实施例中，在设备100的加热器115的加热材料中生成的热可以被传递到制品2、3、5、6，以在制品的一部分位于加热区111中时加热或进一步加热其中的可抽吸材料。在其他实施例中，加热器115可以从设备100中省略。
在上述实施例中的每个中，设备100被配置为使用感应加热来加热所述加热材料，并且因此加热可抽吸材料。然而，在其他实施例中，该设备可被配置为使用不同形式的加热，诸如电阻加热。在一些这样的实施例中，磁场发生器112可以从设备100中省略。
在上述实施例中的每个中，可抽吸材料包括烟草。然而，在这些实施例中的每个实施例的相应变型中，可抽吸材料可以由烟草组成，可以基本上完全由烟草组成，可以包括烟草以及除烟草之外的可抽吸材料，可以包括除烟草之外的可抽吸材料，或者可以不含烟草。在一些实施例中，可抽吸材料可包括蒸气或气溶胶形成剂或保湿剂，诸如甘油、丙二醇、甘油三乙酸酯或二甘醇。
实现本发明的制品可以是例如盒(cartridge，筒)。
在上述实施例中的每个中，制品1、2、3、4、5、6是可消耗制品。一旦已经用完制品1、2、3、4、5、6中的可抽吸材料的(一种或多种)可挥发成分的全部或基本上全部，使用者就可以从设备去除制品1、2、3、4、5、6并且处理掉制品1、2、3、4、5、6。使用者可随后重新使用设备与制品1、2、3、4、5、6中的另一个。然而，在其他相应的实施例中，制品1、2、3、4、5、6可为非消耗的，并且一旦己经用完可抽吸材料的(一种或多种)可挥发成分，设备和制品1、2、3、4、5、6就可一起被处理掉。
在一些实施例中，上面讨论的设备与制品1、2、3、4、5、6(设备可与这些制品一起使用)分开销售、供应或以其他方式提供。然而，在一些实施例中，设备以及制品1、2、3、4、5、6中的一个或多个可作为系统一起提供，诸如可能带有额外部件(诸如清洁用具)的套件或组件。
为了解决各种问题并改进现有技术，本公开的全部内容以说明和实例的方式示出各种实施例，在各种实施例中，可实践所要求保护的发明，并且提供与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的优良制品，以及包括这种设备和这种制品的优良系统。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性实例的，并且不是穷尽的和/或排他的。它们仅被呈现以帮助理解和教导所要求保护的和以其他方式公开的特征。应当理解，本公开的优点、实施例、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不被认为是对如由权利要求书限定的本公开的限制或对权利要求书的等同物的限制，并且可利用其他实施例，并且可在不脱离本公开的范围和/或精神的情况下做出修改。各种实施例可合适地包括所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合，或本质上由所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合组成。本公开可包括当前未要求保护的但可在未来要求保护的其他发明。

Claims (20)

1.一种与用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品，所述制品包括含有可抽吸材料的泡沫。
2.根据权利要求1所述的制品，其中，所述泡沫包含分散在固体介质中的气体。
3.根据权利要求2所述的制品，其中，所述固体介质包含所述可抽吸材料。
4.根据权利要求1所述的制品，其中，所述泡沫是开孔泡沫。
5.根据权利要求1所述的制品，其中，所述泡沫从所述制品的一端延伸到所述制品的相对端。
6.根据权利要求1所述的制品，其中，所述泡沫的第一部分具有第一密度，其中，所述泡沫的第二部分具有第二密度，并且其中，所述第二密度大于所述第一密度。
7.根据权利要求6所述的制品，其中，所述制品是细长的，并且其中，所述泡沫的所述第一部分和所述第二部分沿所述制品的长度位于不同的位置。
8.根据权利要求1所述的制品，还包括能通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料，其中，所述加热材料与所述可抽吸材料热接触。
9.根据权利要求8所述的制品，其中，所述泡沫被固定或粘附到所述加热材料。
10.根据权利要求8所述的制品，其中，所述加热材料呈主体的形式，所述主体从所述制品的一端延伸到所述制品的相对端。
11.根据权利要求8所述的制品，其中，所述加热材料包括选自由导电材料、磁性材料和磁性导电材料组成的组中的一种或多种材料。
12.根据权利要求8所述的制品，其中，所述加热材料包括金属或金属合金。
13.根据权利要求8所述的制品，其中，所述加热材料包括选自由以下项组成的组中的一种或多种材料：铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、普碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜。
14.根据权利要求1所述的制品，包括分布在所述泡沫之中的元件，其中，所述元件中的每个包括能通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料，并且其中，所述加热材料与所述可抽吸材料热接触。
15.根据权利要求14所述的制品，其中，所述元件均匀地或基本均匀地分布在所述泡沫之中。
16.根据权利要求14所述的制品，其中，所述元件中的每个包括所述加热材料的闭合回路。
17.根据权利要求1所述的制品，其中，所述制品不含有能通过利用变化的磁场穿透而加热的加热材料。
18.根据权利要求1所述的制品，其中，所述可抽吸材料包括烟草和/或一种或多种保湿剂。
19.一种系统，包括：
制品，所述制品包括含有可抽吸材料的泡沫；以及
设备，所述设备用于加热所述可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发，其中，所述设备包括用于接收所述制品的至少一部分的加热区。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述设备用于加热所述可抽吸材料，以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发而不燃烧所述可抽吸材料。
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