CN111093402B - 用于气溶胶生成制品的支承元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气溶胶生成制品(10)，其包括气溶胶生成基质(2)、中空管状支承元件(3)、气溶胶冷却元件(104)和过滤段(105)。中空管状支承元件(43)具有围绕开口(25)的材料的环形外围区域。中空管状支承元件(3)的部分向内突出到开口(25)中以限定内部突起(26)。这些突起(26)为气溶胶形成基质(2)的至少一部分提供支撑屏障。
Description
技术领域
本发明涉及一种气溶胶生成制品，其包括用于在加热时产生可吸入气溶胶的气溶胶形成基质。
背景技术
气溶胶形成基质(例如含有烟草的基质)在其中被加热而非燃烧的气溶胶生成制品在此项技术中为已知的。此类加热式气溶胶生成制品的目的是减少常规卷烟中烟草燃烧和热降解所产生的已知有害烟气成分。
当使用者向香烟的一个端部施加火焰并且通过另一个端部抽吸空气时，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被点燃，且所形成的燃烧产生可吸入烟气。与之相比，在加热式气溶胶生成制品中，通常通过将热量从热源传递到物理上分离的气溶胶形成基质或材料而生成可吸入的气溶胶，所述气溶胶形成基质或材料可位于热源内、热源周围或热源下游。在消耗期间，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，它们冷凝以形成被消费者吸入的气溶胶。
在一组气溶胶生成制品中，气溶胶形成基质由气溶胶生成装置的加热器叶片加热，加热器叶片被插入到基质中。在这种制品中，紧接气溶胶形成基质的下游包括支承元件。支承元件呈过滤材料的环形管的形式提供，通常称为中空醋酸管。支承元件被构造成在气溶胶生成装置的加热叶片插入气溶胶形成基质期间，抵抗气溶胶形成基质的下游移动。中空支承元件内的空白空间提供用于气溶胶从气溶胶形成基质朝向气溶胶生成制品的口端流动的开口。
然而，这种气溶胶生成制品提供给消费者的体验可能存在不一致。具体地，中空支承元件中存在开口意味着在加热器叶片插入气溶胶形成基质中时，气溶胶形成基质中的某些材料可被不期望地推入支承元件中。这可导致在使用制品时由加热器叶片加热不同量的气溶胶形成基质，并且使消费者经历不同的抽吸阻力。这种差异可能导致消费者的体验不一致。
因此，期望提供不太可能遭受不一致性的气溶胶生成制品。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种气溶胶生成制品，其包括：气溶胶形成基质；以及中空管状支承元件，所述中空管状支承元件紧接所述气溶胶形成基质的下游设置。所述中空管状支承元件限定用于气溶胶从所述气溶胶形成基质朝向所述制品的口端流动的开口。所述中空管状支承元件的材料的至少一部分向内突出到所述开口中以限定一个或多个内部突起。所述一个或多个内部突起可为气溶胶形成基质的至少一部分提供支撑屏障。
与现有技术气溶胶生成制品相比，本发明的第一方面的气溶胶生成制品包括中空管状支承元件，其具有向内突出到其开口中的至少一个突起。所述至少一个突起用于为所述气溶胶形成基质的至少一部分提供支撑屏障。例如，当加热器叶片插入到气溶胶形成基质中时，这可以减少气溶胶形成基质的材料被推入的自由空间的可用性。换句话说，至少一个突起可提供支撑屏障，所述支撑屏障阻止或限制气溶胶形成基质的至少一部分的下游移动。因此，在本发明的第一方面，在使用制品时，气溶胶形成材料的部分将被推出气溶胶形成基质的可能性较小。这可为用户带来更一致的体验。
此外，由于中空管状支承元件的支撑屏障以一个或多个内部突起形式提供，支承元件仍然可以保持适当大小的开口，以便气溶胶从气溶胶形成基质流向制品的口端。这意味着支承元件仍然可具有适当低的抽吸阻力。这也意味着支承元件可仍然具有适当低的过滤效应。
因此，本发明的第一方面提供了一种气溶胶生成制品，其相比已知气溶胶生成制品具有改善的一致性，同时还受益于这些制品的一些期望特性。
在本发明的第一方面，所述中空管状支承元件优选由弹性可变形材料形成。因此，可以提供一种气溶胶生成制品，其包括：气溶胶形成基质；以及中空管状支承元件，所述中空管状支承元件紧接所述气溶胶形成基质的下游设置，所述中空管状支承元件由弹性可变形材料形成。所述中空管状支承元件限定用于气溶胶从所述气溶胶形成基质朝向所述制品的口端流动的开口。所述中空管状支承元件的材料的至少一部分向内突出到所述开口中以限定一个或多个内部突起。所述一个或多个内部突起可为气溶胶形成基质的至少一部分提供支撑屏障。
这可以提供许多优势，尤其是在通过将加热器插入到制品的气溶胶形成基质部分来加热气溶胶生成制品的背景下。例如，通过由弹性可变形材料形成支承元件，当加热器元件，诸如加热器叶片插入到气溶胶生成制品时，屏障能够轻微变形。当加热器元件插入到气溶胶生成制品时，这可有助于降低由屏障对加热器元件造成损坏的可能性。因此，向内突出的也是可弹性变形的支撑屏障可以提供防止主要损坏或改变气溶胶形成基质之间的最佳平衡，同时还避免损坏气溶胶生成装置的加热器元件。
本发明尤其适用于具有条形式的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品，所述气溶胶形成基质被构造成接收一个或多个加热器叶片。这种气溶胶形成基质可以具有许多合适的构造。在一些特别优选的实施例中，气溶胶形成基质呈条的形式，包括气溶胶形成材料的聚集片材，例如均质烟草的聚集片材，或包含尼古丁盐和气溶胶形成剂的聚集片材。
中空管状部分中的开口提供气溶胶从气溶胶形成基质朝向制品口端流动的内部通道。所述开口优选地在所述气溶胶生成制品的纵向方向上延伸穿过所述中空管状支承元件的整个长度。这可以允许气溶胶从中空管状支承元件的上游端无阻碍地传递到中空管状支承元件的下游端。
优选地，中空管状支承元件的开口的横截面积沿着开口的整个长度不会变化。在这种情况下，优选地，突起沿中空管状支承元件的整个长度存在。也就是说，所述至少一个突起沿着所述开口的整个长度延伸到所述开口中。这可有助于使中空管状支承元件的制造变得容易。替代地，在一些实施例中，中空管状支承元件的开口的横截面积沿着开口的长度改变。例如，中空管状支承元件的开口可呈锥形，使得其在中空管状支承元件的一端具有较小的横截面积。作为另一实例，突起可仅沿着中空管状支承元件的一个或多个特定纵向部分存在。在这种情况下，突起可以不位于中空管状支承元件的下游端处，而是位于中空管状支承元件的上游端处。优选地，至少一个突起延伸到至少在中空管状支承元件的上游端部处的开口中。更优选地，至少一个突起延伸到至少在中空管状支承元件的上游端面处的开口中。这可以使中空管状支承元件的开口能够在中空管状支承元件的下游端具有更常规的形状(例如圆形)，同时如上所述，仍从所述至少一个突起提供的优势中获益。
开口的长度在气溶胶生成制品的纵向方向上测量。
开口只能沿着中空管状支承元件的长度部分地延伸。也就是说，开口可从中空管状支承元件的上游端延伸至中空管状支承元件内的在中空管状支承元件的上游端和下游端之间的点。在这种实施例中，设置在开口下游的中空管状支承元件的区段优选地是多孔的。这可以允许气溶胶继续从开口的下游端朝向制品的口端流动。
至少一个突起可以具有从中空管状支承元件的上游端观察的任何合适的轮廓。具体地，开口可以具有从中空管状支承元件的上游端观察的周边。当从中空管状支承元件的上游端观察时，每个突起由所述周边的第一部分和与所述周边的所述第一部分的每一端相交的假想直线界定。优选地，假想直线和周边的第一部分上的沿垂直于假想直线的方向距假想直线最远的点之间的距离为至少约1毫米，更优选地至少约2毫米。因此，从中空管状支承元件的上游端观察，每个突起可以具有直边部分或曲边部分。从中空管状支承元件的上游端观察，每个突起可以具有尖端或圆形尖端。中空管状支承元件的上游端是邻接气溶胶形成基质的一端。
优选地，开口的形状具有从中空管状支承元件的上游端观察的至少一个双侧对称度。优选地，开口的形状具有从中空管状支承元件的上游端观察的径向对称度。
中空管状支承元件可仅具有一个突起。这可以降低制造中空管状支承元件的复杂性。
替代地，在一些优选实施例中，中空管状支承元件包括向内突出到开口中的两个或两个以上突起。在此类实施例中，优选地，两个或两个以上突起均匀地设置在开口周围。例如，中空管状支承元件可以包括在开口周围完全相对的两个突起。作为另一实例，中空管状支承元件可包括设置在开口周围的三个突起，从中空管状支承元件的上游端观察，每个突起设置于假想等边三角形的尖端处。这种均匀分布可以增强为气溶胶形成基质提供屏障的突起的有效性，同时还允许适当大小的开口以便气溶胶流动。
本发明的第一方面的中空管状支承元件用于为气溶胶形成基质提供支撑屏障，因为支承元件具有向内延伸到其开口中的一个或多个突起。已知具有呈圆柱形条形式的气溶胶形成基质的热制品，气溶胶生成装置具有加热器叶片。在使用期间，加热器叶片插入条中。在这种安排中，通常期望加热器叶片位于条内的中心以优化其与气溶胶形成材料的相互作用。因此，优选地，本发明的一个或多个突起延伸到开口中到达靠近中空管状支承元件的中心的位置。当加热器叶片插入气溶胶形成条中时，这可以使得支撑屏障位于径向位置处，该位置靠近加热器叶片位于的径向位置。在使用时这可能是特别有利的，确保加热器叶片将最小的材料推入到中空管状支承元件的开口中。
因此，优选的是，突起中的至少一个朝向中空管状支承元件的径向中心延伸。
优选地，至少一个突起的尖端位于与中空管状支承元件的径向中心的距离小于中空管状支承元件的半径的40％、更优选小于30％、甚至更优选小于23％。应当理解，这覆盖至少以下三组实施例。首先，它涵盖突起不会延伸穿过中空管状支承元件的径向中心的实施例。其次，它涵盖突起的尖端位于中空管状支承元件的径向中心处的实施例。第三，它涵盖突起通过中空管状支承元件的径向中心延伸的安排，但其中，所述突起的尖端与中空管状支承元件的径向中心间隔开的距离或延伸超出所述径向中心的距离小于中空管状支承元件的半径的40％。
在一些特别优选的实施例中，至少一个突起的尖端位于与所述中空管状支承元件的径向中心的距离小于所述中空管状支承元件的半径的20％处。
本发明的第一方面涉及一种评价，即中空管状支承元件的材料位于或靠近中空管状支承元件的径向中心存在优势。这是因为这种材料可为气溶胶形成基质提供支撑屏障。本发明的第一方面通过使材料的一个或多个突起向内延伸到中空管状支承元件的开口中来实现这种优势。
然而，本公开还认识到这种优势可以没有尖端突起本身来实现，而是使中空管状支承元件的至少一些材料通过中空管状支承元件的径向中心延伸，同时仍然保持中空管状支承元件中的一个或多个开口以便气溶胶流过。
因此，根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶生成制品，其包括：呈条形式的气溶胶形成基质，其包括气溶胶形成材料的聚集片材；以及中空管状支承元件，所述中空管状支承元件紧接所述气溶胶形成基质的下游设置。所述中空管状支承元件包括：材料的外围部分，所述材料的外围部分围绕所述中空管状支承元件的周边延伸；以及材料的内部部分，所述材料的内部部分从所述外围部分上的至少第一点通过所述中空管状支承元件的径向中心延伸至所述外围部分上的至少第二点。所述外围部分和内部部分一起在所述中空管状支承元件中限定至少两个开口，以用于气溶胶从所述气溶胶形成基质朝向所述制品的口端流动。
因此，本发明的第二方面的中空管状支承元件可以被认为类似于本发明的第一方面的中空管状支承元件，其中两个或两个以上突起已经接合或合并在一起，以形成穿过中空管状支承元件的径向中心的材料桥梁。
如本文所使用，“径向中心”是指中空管状支承元件的横截面中的中心点，如正交于中空管状支承元件的纵向方向所截取的。横截面在一个点处截取，沿着所述点存在材料的投影或内部部分。这个点优选地为中空管状支承元件的上游端。
因此，本发明的第二方面可以从上面关于本发明的第一方面的描述的许多优势和优选特征中受益。具体地，中空管状支承元件的材料的内部部分可有利地充当气溶胶形成基质的支撑屏障。在中空管状支承元件的材料的内部部分和外围部分之间的空白空间中限定的至少两个开口可以确保支承元件仍然具有适当低的抽吸阻力。它们还可以确保支承元件仍然可以具有适当低的过滤效果。
因此，本发明的第二方面提供了一种气溶胶生成制品，其相比已知气溶胶生成制品具有改善的一致性，同时还受益于这些制品的一些期望特性。
在本发明的第二方面，中空管状支承元件优选地由弹性可变形材料形成。因此，可以提供一种气溶胶生成制品，其包括：呈条形式的气溶胶形成基质，其包括气溶胶形成材料的聚集片材；以及中空管状支承元件，所述中空管状支承元件紧接所述气溶胶形成基质的下游设置，所述中空管状支承元件由弹性可变形材料形成。所述中空管状支承元件包括：材料的外围部分，所述材料的外围部分围绕所述中空管状支承元件的周边延伸；以及材料的内部部分，所述材料的内部部分从所述外围部分上的至少第一点通过所述中空管状支承元件的径向中心延伸至所述外围部分上的至少第二点。所述外围部分和内部部分一起在中空管状支承元件中限定至少两个开口，以用于气溶胶从气溶胶形成基质朝向制品的口端流动。
这可以提供许多优势，尤其是在通过将加热器插入到制品的气溶胶形成基质部分来加热气溶胶生成制品的背景下。例如，通过由弹性可变形材料形成支承元件，当加热器元件，诸如加热器叶片插入到气溶胶生成制品时，中空管状支承元件的材料的内部部分能够轻微变形。当加热器元件插入到气溶胶生成制品时，这可有助于降低由内部部分对加热器元件造成损坏的可能性。具有此类弹性可变形内部部分的支承元件因此可以在防止主要损坏或改变气溶胶形成基质之间提供最佳平衡，同时还避免损坏气溶胶生成装置的加热器元件。
在本发明的第二方面，外围部分可以是基本上环形形状。例如，它可以呈过滤材料的环形管的形式，类似于本领域已知的中空管状支承元件的形状。
材料的内部部分可以具有横跨外围部分内的空间延伸的一个或多个杆的形式，其中至少一个杆延伸穿过中空管状支承元件的径向中心。例如，内部部分可以由跨越外围部分内的空间延伸且穿过中空管状支承元件的径向中心的单个杆组成。在这样的一个实施例中，内部部分和外围部分在其边缘之间的空白空间中限定两个开口。从中空管状支承元件的上游端观察，每个开口可以具有半圆形状。
在另一实施例中，内部部分可由两个杆组成，每个杆跨越外围部分内的空间并且通过中空管状支承元件的径向中心延伸。在这种实施例中，内部部分和外围部分在其边缘之间的空白空间中限定四个开口。如果两个杆彼此正交，则从中空管状支承元件的上游端观察，每个开口可以具有四分体形状。
在另一实施例中，从中空管状支承元件的上游端观察，内部部分可以不具有独特的杆形状。相反，中空管状支承元件可具有两个或两个以上椭圆形开口，其中内部部分和外围部分一起提供围绕所述椭圆形开口的材料。椭圆形开口可以是圆形开口。
如上所述，上文关于本发明的第一方面描述的优选特征同样可适用于本发明的第二方面。例如，本发明第二方面中的中空管状支承元件中的至少两个开口可以具有上面关于本发明的第一方面描述的一个或多个特征。具体地，优选地中空管状支承元件的至少两个开口的一个或多个横截面积不会沿着中空管状支承元件的整个长度变化。在这种情况下，优选地的是，材料的内部部分沿着中空管状支承元件的整个长度存在。这可有助于使中空管状支承元件的制造变得容易。替代地，在一些实施例中，中空管状支承元件的至少两个开口的一个或多个横截面积可沿着开口的长度变化。例如，中空管状支承元件的每个或所有开口可以呈锥形，使得其在所述中空管状支承元件的一端处具有较小的横截面积。
优选地，材料的内部部分至少位于中空管状支承元件的上游端部处。更优选地，材料的内部部分至少位于中空管状支承元件的上游端面处。这可使中空管状支承元件的开口能够在中空管状支承元件的下游端具有更常规的形状(例如圆形形状)，同时如上所述仍从由材料的内部部分提供的优势中获益。
本发明的第一或第二方面的中空管状支承元件可由任何合适的材料形成。优选地，中空管状支承元件由弹性可变形材料形成。例如，中空管状支承元件可由泡沫材料或橡胶形成。优选地，中空管状支承元件的弹性可变形材料包括纤维过滤材料。纤维过滤材料可以包括基于纤维素的纤维，例如乙酸纤维素纤维。在此类实施例中，中空管状支承元件可被理解为是中空醋酸管的类型。
优选地，中空管状支承元件的材料是多孔的。这可以允许在气溶胶形成基质处形成的气溶胶在朝向制品的口端流动时还通过中空管状支承元件的材料。具体地，这种多孔结构可以意味着中空管状支承元件可以产生非常低数量的抽吸阻力(RTD)或基本上不产生抽吸阻力(RTD)。因此，具有本发明第一或第二方面的结构的多孔中空管状支承元件可有利地确保对气溶胶形成基质存在足够的屏障，同时还确保气溶胶可大量无阻碍地从气溶胶形成基质流过支承元件。换句话说，中空管状支承元件的多孔结构可有助于增强传递给消费者的气溶胶的量。
因此，中空管状支承元件的抽吸阻力可以小于约0.1mm H2O/毫米长度，更优选小于约0.05mm H2O/毫米长度，甚至更优选小于约0.01mm H2O/毫米长度。
在中空管状支承元件由纤维过滤材料形成的情况下，可以将增塑剂添加到纤维过滤材料中，以调节中空管状支承元件的弹性特性。此类增塑剂包含三乙酸甘油酯和三乙二醇二乙酸酯。在中空管状支承元件中包含增塑剂的情况下，优选地，增塑剂以中空管状支承元件的总重量的约13％重量至约25％重量的量包含。
优选地，中空管状支承元件在烟嘴的纵向方向上具有约4毫米到约26毫米的长度，更优选约6毫米到约21毫米，最优选约8毫米。
气溶胶生成制品优选包括过滤段。优选地，过滤段位于条的口端处。优选地，过滤段为塞的形式。优选地，过滤段包括纤维。优选地，过滤段的纤维包括醋酸纤维素。
优选地，过滤段具有从约0.4mm H2O至约3mm H2O/毫米长度的抽吸阻力。优选地，气溶胶生成制品具有从约0.6mm H2O至约1.5mm H2O/毫米长度，更优选从约0.8mm H2O至约1.2mm H2O/毫米长度的总抽吸阻力。
气溶胶冷却元件可位于气溶胶形成基质下游，例如，气溶胶冷却元件可位于紧接支承元件的下游，且可邻接支承元件。
如本文所使用，“气溶胶冷却元件”是指位于气溶胶形成基质下游的气溶胶生成制品的部件，使得使用中，由从气溶胶形成基质释放的挥发性化合物形成的气溶胶在被使用者吸入之前通过气溶胶冷却元件并被其冷却。优选地，气溶胶冷却元件定位在气溶胶形成基质与烟嘴之间。气溶胶冷却元件具有大的表面积，但引起低压降。过滤器和其它产生高压降的烟嘴(例如，由纤维束形成的过滤器)被认为不是气溶胶冷却元件。气溶胶生成制品内的腔室和腔也被认为不是气溶胶冷却元件。
如本文所用，术语“条”用于表示具有基本圆形、卵形或椭圆形横截面的大致圆柱形的元件。
多个纵向延伸的通道可以由片材材料限定，所述片材材料已经历轧纹、打褶、聚集和折叠以形成通道。多个纵向延伸的通道可以由单个片材限定，所述单个片材已经历打褶、聚集和折叠以形成多个通道。片材也可能已经被轧纹。替代地，多个纵向延伸的通道可以由多个片材限定，所述多个片材已经历轧纹、打褶、聚集和折叠以形成多个通道。
如本文所使用，术语“片材”表示层状元件，其具有宽度和显著大于其厚度的长度。
如本文所使用，术语“纵向方向”是指沿着或平行于条的圆柱形轴线延伸的方向。
如本文所使用，术语“轧纹”表示片材具有多个基本上平行的隆脊或皱折。优选地，当气溶胶生成制品已被组装好，基本上平行的隆脊或皱折相对于条在纵向方向上延伸。
如本文所使用，术语“聚集的”、“打褶的”或“折叠的”表示材料的片材与条的圆柱形轴线基本横向地缠绕、折叠或以其它方式压缩或收缩。片材可以在被聚集、打褶或折叠之前被轧纹。片材可以在不事先轧纹的情况下被聚集、打褶或折叠。
替代地，气溶胶生成制品可以不具有气溶胶冷却元件。在这种情况下，过滤段可以位于紧接气溶胶形成基质的下游，或者紧接支承元件(如果存在)的下游。腔可设置在气溶胶生成制品中，在过滤段与气溶胶形成基质之间，或者在过滤段与支承元件(如果存在)之间。腔优选地从气溶胶生成基质延伸到过滤段，或从支承元件(如果存在)延伸到过滤段。
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平方毫米的总表面面积。在一些实施例中，气溶胶冷却元件可以具有大体上圆形横截面和约5mm到约10mm的直径。例如，气溶胶冷却元件可以具有约7mm的直径。
气溶胶冷却元件可替代地被称为热交换器。
优选地，气溶胶冷却元件具有低抽吸阻力。即，优选地，气溶胶冷却元件提供对于空气穿过气溶胶生成制品的低阻力。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。
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材料限定，所述片材材料已经历轧纹、打褶、聚集和折叠中的一种或多种以形成通道。多个纵向延伸的通道可以由单个片材限定，所述单个片材已经历轧纹、打褶、聚集和折叠中的一种或多种以形成多个通道。多个纵向延伸的通道可以由多个片材限定，所述多个片材已经历轧纹、打褶、聚集和折叠中的一种或多种以形成多个通道。
气溶胶冷却元件可包括选自由金属箔、聚合材料和基本上无孔纸或纸板组成的组的材料的聚集片材。在一些实施例中，气溶胶冷却元件可以包括选自由以下组成的组的材料的聚集片材：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。
优选地，气溶胶冷却元件包括生物可降解材料的聚集片材。例如，无孔纸的聚集片材或可生物降解的聚合物材料的聚集片材，例如聚乳酸或等级(商业上可获得的淀粉基共聚酯家族)。
在特别优选的实施例中，气溶胶冷却元件包括聚乳酸的聚集片材。
气溶胶冷却元件可由具有介于每毫克重量大约10平方毫米与每毫克重量大约100平方毫米之间的比表面积的材料的聚集片材形成。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件可以由比表面积为大约35mm2/mg的材料的聚集片形成。
本发明的气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质。如本文中所使用的，术语‘气溶胶形成基质’涉及能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基材来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质可吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到承载件或支承件上。气溶胶形成基质可便利地是气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。
本发明的气溶胶生成制品可以被构造成与气溶胶生成装置配合使用。如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”涉及一种与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。
优选地，气溶胶形成基质包括植物材料和气溶胶形成剂。优选地，植物材料为包含生物碱的植物材料，更优选地为包含尼古丁的植物材料，以及更优选地为含烟草材料。
优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少70重量％的植物材料，更优选至少90重量％的植物材料。优选地，气溶胶形成基质包含以干重计小于95重量％的植物材料，例如以干重计从90重量％至95重量％的植物材料。
优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少5重量％的气溶胶形成剂，更优选至少10重量％的气溶胶形成剂。优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少30重量％的气溶胶形成剂，更优选以干重计从5重量％至30重量％的气溶胶形成剂。
在一些特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括植物材料和气溶胶形成剂，其中基质具有以干重计在5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。植物材料优选为包含生物碱的植物材料，更优选为包含尼古丁的植物材料，以及更优选为含烟草材料。生物碱是一类天然存在的含氮有机化合物。生物碱主要发现于植物中，但在细菌、真菌和动物中也有发现。生物碱的实例包括但不限于咖啡因、尼古丁、可可碱、阿托品和筒箭毒碱。一种优选的生物碱为尼古丁，其可见于烟草中。
气溶胶形成基质可包括尼古丁。气溶胶形成基质可以包括烟草，例如可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。在优选实施例中，气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料，例如落叶烟草。气溶胶形成基材可以包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可以包括含烟草材料，其含有在加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。
在一些优选实施例中，气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料的纹理化片材，气溶胶形成剂含量以干重计在5重量％至30重量％之间。均质烟草材料的纹理化片材的使用可以有利地促进均质烟草材料片材的聚集以形成气溶胶形成基质。
如本文所使用，术语“轧纹片材”表示具有多个基本平行的隆脊或皱折的片材。优选的是，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。这有利地促进了均质烟草材料的轧纹片材的聚集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均质烟草材料的轧纹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。
气溶胶形成基材可以为塞的形式，所述塞包括由纸或其他包装材料限定的气溶胶形成材料。在气溶胶形成基材为塞的形式的情况下，包括任何包装材料的整个塞被认为是气溶胶形成基材。
本发明的气溶胶形成基质优选包含气溶胶形成剂。如本文中所使用，术语‘气溶胶形成剂’用于描述任何合适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，诸如丙二醇、三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，诸如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，诸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，诸如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的甘油。
气溶胶形成基质可包括单一气溶胶形成剂。可替代地，气溶胶形成基质可包括两种或两种以上气溶胶形成剂的组合。
优选地，气溶胶形成基质呈条的形式，包括气溶胶形成材料的聚集片材，例如均质烟草的聚集片材，或包含尼古丁盐和气溶胶形成剂的聚集片材。
包括用于气溶胶生成制品中的均质烟草的聚集片材的气溶胶形成基质可以通过本领域已知的方法(例如，WO 2012/164009A2中公开的方法)制造。
优选地，气溶胶形成基质具有至少5mm的外径。气溶胶形成基质可以具有大约5mm到大约12mm之间，例如，大约5mm到大约10mm之间或大约6mm到大约8mm之间的外径。在优选实施例中，气溶胶形成基质具有7.2mm+/-10％的外径。
气溶胶形成基质可以具有大约5mm到大约15mm之间，例如，大约8mm到大约12mm之间的长度。在一个实施例中，气溶胶形成基质可具有约10mm的长度。在优选实施例中，气溶胶形成基质具有约12mm的长度。优选地，气溶胶形成基质为大体上圆筒形。
将理解，上文关于本发明的第一方面描述的优选特征还可适用于本发明的第二方面。
术语“上游”和“下游”指所描述吸烟制品或衔嘴的元件关于主流烟气从气溶胶生成基质被抽吸并且穿过过滤器或衔嘴的方向的相对位置。
如在本文中所使用，术语“纵向”是指平行于气溶胶生成制品的长度的方向。
根据本发明的气溶胶生成制品可以是滤嘴香烟或其它吸烟制品，其中气溶胶生成基质包括经燃烧以形成烟的烟草材料。因此，在上述任一实施例中，气溶胶生成基质可包括烟丝条。此外，在上述实施例中的任一个中，衔嘴(如果存在)可以是过滤器。在此类实施例中，过滤器可通过接装纸固定到烟丝条。
替代地，根据本发明的气溶胶生成制品可以优选地是其中烟草材料被加热而非燃烧以形成气溶胶的制品。在一种加热式气溶胶生成制品中，烟草材料由一个或多个电加热元件加热以产生气溶胶。
附图说明
现将仅通过举例参考附图来进一步描述本发明，在附图中：
图1是现有技术的气溶胶生成制品的沿制品的纵向轴线截取的示意性横截面图；
图2示出根据本发明的第一实施例的呈打开构造的气溶胶生成制品的部分透明透视图；
图3示出图2的一些部件的分解图；
图4A和4B显示图3中中空管状支承元件的上游端面的横截面图；
图5A示出沿着图4A的平面A-A截取的图2的制品的横截面图；
图5B示出沿着图4A的平面B-B截取的图2的制品的横截面图；
图6示出根据本发明的第二实施例的中空管状支承元件的上游端面的横截面图；
图7示出根据本发明的第三实施例的中空管状支承元件的上游端面的横截面图；以及
图8示出根据本发明的第四实施例的中空管状支承元件的上游端面的横截面图。
具体实施方式
图1图示了现有技术的气溶胶生成制品1。制品1包括四个元件。所述元件为：气溶胶生成基质2、中空管状支承元件4、气溶胶冷却元件104和过滤段105。中空管状支承元件4具有围绕开口25的材料的环形外围区域41。开口从中空管状支承元件4的上游端延伸至其下游端。气溶胶可以不受阻碍地从气溶胶生成基质2通过开口25朝向制品1的下游端7流动。
这四个元件依次且以同轴对准的方式布置，并且由卷烟纸6组装以形成条。此条具有口端7和远端8，使用者在使用期间将所述口端插入他或她的口中，所述远端位于条的与口端7相对的一端处。位于口端7与远端8之间的元件可描述为在口端7的上游，或替代地在远端8的下游。组装后，条的长度为52毫米且直径为7.2毫米。过滤段105的长度为8毫米，且气溶胶冷却元件104的长度为17毫米。
图2图示根据本发明的第一实施例的气溶胶生成制品10。该制品与图1的现有技术制品1的不同之处在于图2的中空管状支承元件3的两个部分向内突出到开口25中，以限定两个内部突起26。这些突起26为气溶胶形成基质2的至少一部分提供支撑屏障。可以从图3的分解图最佳看到中空管状支承元件3及其突起26。
图4A示出图3的中空管状支承元件3的上游端面的横截面图。从图4A中可见，突起26帮助确保附加材料靠近中空管状支承元件3的径向中心251存在。在加热叶片插入气溶胶形成基质2中时，这有助于提供支撑屏障，以降低气溶胶形成材料被推入支承元件3的开口中的可能性。开口有助于确保足够的气溶胶能够无阻碍地通过支承元件3。
从图4B中可见，开口25具有从中空管状支承元件3的上游端面观察的周边255。中空管状支承元件3的每个突起26被周边的第一部分和与周边的第一部分的每一端相交的假想直线262界定。直线262与周边的第一部分上在垂直于直线的方向上距直线最远的点之间的距离265对应于突起26的‘高度’265。
从图5A和5B中可进一步认识到由突起26产生的开口25减小。具体地，图5A的视图不包括突起26。因此，开口看起来要宽得多，并且与图1的更相当。支承元件3的径向中心251附近不设置任何材料。相比之下，图5B的视图包括突起。因此，与图1的开口相比，开口25看起来要窄得多。这导致在支承元件3的径向中心251附近提供支承元件的材料，并且因此为气溶胶形成基质2提供有效的支撑屏障。
图6示出根据本发明的第二实施例的中空管状支承元件的上游端面的横截面图。
在这个实施例中，中空管状支承元件3包括：材料的外围部分61，其围绕中空管状支承元件3的周边延伸；以及材料的内部部分62。内部部分62从外围部分61上的至少第一点通过中空管状支承元件3的径向中心251延伸至外围部分61上的至少第二点。外围部分和内部部分一起在中空管状支承元件3中限定两个开口25以用于气溶胶从气溶胶形成基质2朝向制品的口端流动。
在图6的实施例中，内部部分62由跨越外围部分61内的空间并且穿过中空管状支承元件的径向中心延伸的单个杆组成。因此，内部部分和外围部分在其边缘之间的空白空间中限定两个开口。从中空管状支承元件的上游端观察，每个开口都具有半圆形状。
图7示出根据本发明的第三实施例的中空管状支承元件的上游端面的横截面图。第三实施例与第二实施例的不同之处在于：中空管的内部部分62现在由两个杆组成，每个杆跨越外围部分61内的空间并穿过中空管状支承元件3的径向中心251延伸。因此，内部部分和外围部分在其边缘之间的空白空间中限定四个开口25。在图7中，内部部分62的两个杆彼此正交，使得从中空管状支承元件3的上游端观察，每个开口25具有四分体形状。
图8示出根据本发明的第四实施例的中空管状支承元件的上游端面的横截面图。第四实施例与第二和第三实施例的不同之处在于：从中空管状支承元件3的上游端观察，内部部分62不具有独特的杆形状。相反，中空管状支承元件3具有三个椭圆形开口25，内部部分62和外围部分61一起提供围绕所述椭圆形开口25的材料。在此实施例中的椭圆形开口25为圆形形状。
Claims (16)
1.一种气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括：
气溶胶形成基质；以及
中空管状支承元件，所述中空管状支承元件紧接所述气溶胶形成基质的下游设置，所述中空管状支承元件包括纤维过滤材料，
其中所述中空管状支承元件限定用于气溶胶从所述气溶胶形成基质朝向所述气溶胶生成制品的口端流动的开口，并且
其中所述中空管状支承元件的材料的至少一部分向内突出到所述开口中以限定一个或多个内部突起。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成制品，其中所述开口延伸穿过所述中空管状支承元件的整个长度。
3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成制品，其中所述一个或多个内部突起至少在所述中空管状支承元件的上游端部处延伸到所述开口中。
4.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成制品，其中所述中空管状支承元件包括向内突出到所述开口中的两个或更多个突起，所述两个或更多个突起均匀地设置在所述开口周围。
5.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成制品，其中至少一个突起的尖端位于与所述中空管状支承元件的径向中心的距离小于所述中空管状支承元件的半径的23％处。
6.根据权利要求5所述的气溶胶生成制品，其中所述突起中的至少一个的尖端位于所述中空管状支承元件的径向中心处。
7.根据权利要求5所述的气溶胶生成制品，其中所述突起中的至少一个突起延伸穿过所述中空管状支承元件的径向中心，并且所述至少一个突起的尖端延伸超出所述中空管状支承元件的径向中心的距离小于所述中空管状支承元件的半径的23％。
8.一种气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括：
呈条形式的气溶胶形成基质；以及
中空管状支承元件，所述中空管状支承元件紧接所述气溶胶形成基质的下游设置，所述中空管状支承元件包括纤维过滤材料，
其中所述中空管状支承元件包括：
材料的外围部分，所述材料的外围部分围绕所述中空管状支承元件的周边延伸；以及
材料的内部部分，所述材料的内部部分从所述外围部分上的至少第一点通过所述中空管状支承元件的径向中心延伸至所述外围部分上的至少第二点，并且
其中所述外围部分和所述内部部分一起在所述中空管状支承元件中限定至少两个开口，以用于气溶胶从所述气溶胶形成基质朝向所述气溶胶生成制品的口端流动。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成制品，其中所述中空管状支承元件的所述外围部分为基本上环形的。
10.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品，其中所述材料的内部部分包括一个或多个横跨所述外围部分内的空间延伸的杆，其中至少一个杆延伸穿过所述中空管状支承元件的径向中心。
11.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品，其中所述材料的内部部分至少位于所述中空管状支承元件的上游端部处。
12.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品，其中所述中空管状支承元件由弹性可变形材料形成。
13.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品，还包括在所述气溶胶生成制品的口端处的过滤段。
14.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品，还包括所述中空管状支承元件下游的气溶胶冷却元件。
15.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品，该气溶胶生成制品包括布置在所述中空管状支承元件下游的过滤段。
16.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括：
根据前述权利要求1－15中任一项所述的气溶胶生成制品，以及
气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括被构造成插入到所述气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中的加热器叶片。
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