CN115835789A - 气溶胶发生材料 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种气溶胶发生材料,该气溶胶发生材料包括可气溶胶化材料的片或切碎片,该可气溶胶化材料包括烟草材料、气溶胶形成剂材料以及粘合剂,其中该片或切碎片具有至少约100μm的厚度和从约100g/m2至约250g/m2的面积密度。还公开了制造气溶胶发生材料的方法和包括气溶胶发生材料的制品。
Description
技术领域
本公开涉及气溶胶发生材料(aerosol-generating material)、用于制造气溶胶发生材料的方法以及包括用于在不可燃气溶胶供应装置中使用的气溶胶发生材料的制品。
背景技术
某些烟草工业产品在使用过程中产生气溶胶,该气溶胶被使用者吸入。例如,烟草加热装置通过加热但不燃烧基底(substrate)来加热诸如烟草的气溶胶发生材料以形成气溶胶。此类烟草工业产品通常包括吸嘴(mouthpiece),气溶胶穿过该吸嘴以到达使用者的口部。
发明内容
根据本公开的第一方面,提供了一种气溶胶发生材料,该气溶胶发生材料包括可气溶胶化材料的片或切碎片,该可气溶胶化材料包括烟草材料、气溶胶形成剂材料以及粘合剂,其中该片或切碎片具有至少约100μm的厚度和从约100g/m2至约250g/m2的面积密度。
在一些实施例中,可气溶胶化材料的片或切碎片具有约160μm至约290μm的平均厚度。
可气溶胶化材料的片或切碎片可具有至少约4N/15mm的拉伸强度。
可气溶胶化材料的片或切碎片可具有至少约75g的破裂强度(burst strength)。
可气溶胶化材料的片或切碎片可包括可气溶胶化材料的多个股线(strand)或条带(strip)。可气溶胶化材料的股线或条带可具有约0.9mm至约2mm的宽度。
在一些实施例中,可气溶胶化材料的片或切碎片包括水和气溶胶形成剂材料,其总量按所述可气溶胶化材料的重量计小于约30%。
在一些实施方案中,烟草材料包括按可气溶胶化材料的重量计约50%至约100%的量的层状(lamina)烟草。
在一些实施方式中,烟草材料包括烟草茎部(stem taobacco),其量为可气溶胶化材料的至多约15wt%。
气溶胶形成剂材料的存在量可为可气溶胶化材料的约10wt%至约25wt%。
在一些实施方式中,烟草材料包括颗粒状烟草,其中颗粒状烟草的群体具有至少约100μm的粒度分布(D90)。
可气溶胶化材料可包括填充剂。在一些实施例中,该填充剂包括一种纤维材料。在一些实施例中,该纤维材料包括木纤维。
根据本公开的第二方面,提供了一种可气溶胶化材料,该可气溶胶化材料包括烟草材料、气溶胶形成剂材料以及粘合剂,其中该片或切碎片具有至少约100μm的厚度和从约100g/m2至约250g/m2的面积密度。
根据本发明的任何方面,可气溶胶化材料可不卷曲。
根据本发明的第三方面,提供了一种用于制造气溶胶发生材料的方法,所述方法包括将烟草材料、气溶胶形成剂材料、水和粘合剂组合以形成浆料,以及对所述浆料进行处理以形成具有至少约100μm的厚度和约100g/m2至约250g/m2的面积密度的可气溶胶化材料片。
在一些实施例中,所述方法包括切碎所述片以形成包括多个可气溶胶化材料条带的切碎片。
在一些实施例中,加工浆料的步骤包括铸造该片或挤出浆料以形成可气溶胶化材料片。
在一些实施例中,加工浆料的步骤包括在带式浇铸器(band caster)上浇铸该片。
根据本发明的第四方面,提供了根据第三方面的方法生产的气溶胶发生材料。
根据本发明的第五方面,提供了如第一或第四方面所述的气溶胶发生材料在不可燃气溶胶供应系统中的用途。
根据本发明的第六方面,提供了一种用于不可燃气溶胶供应系统的制品,所述制品包含第一或第四方面的气溶胶发生材料。
该制品可以包括气溶胶发生部分,该气溶胶发生部分包括该气溶胶发生材料。
在一些实施例中,该气溶胶发生部分包括包围该气溶胶发生材料的包装材料(包装物,wrapper)。
在一些实施方式中,至少约70%体积的气溶胶发生部分包括气溶胶发生材料。
在一些实施方式中,所述制品被构造成使得在使用中跨所述气溶胶发生部分的压降为约15至约40mm H2O。
在一些实施例中,该气溶胶发生材料在该气溶胶发生部分中具有在约400mg/cm3与约900mg/cm3之间的填充密度。
在一些实施方式中,所述制品用于不可燃气溶胶供应装置,所述不可燃气溶胶供应装置包括用于插入到所述气溶胶发生部分中的气溶胶发生器。
在一些实施例中,该气溶胶发生部分被配置成接收该气溶胶发生器的至少一部分。
在一些实施方式中,所述制品被构造成使得在使用中当所述气溶胶发生器被所述制品接收时,所述气溶胶发生器与所述气溶胶发生材料的至少一部分直接接触。
在一些实施方式中,所述制品被构造成使得在使用中所述气溶胶发生器插入到所述气溶胶发生部分内增大了所述气溶胶发生材料的填充密度。
在一些实施方式中,所述制品被构造成使得在使用中将气溶胶发生器插入到所述制品的气溶胶发生部分中需要小于约100N的力。
在一些实施方案中,包装材料包括包含基于纤维素的材料的包装物材料,其中所述基于纤维素的材料具有大于约40g/m2的基重。
根据本发明的第七方面,提供了一种不可燃气溶胶供应系统,其包括第六方面的制品和不可燃气溶胶供应装置。
在一些实施方式中,所述不可燃气溶胶供应装置包括气溶胶发生器,所述气溶胶发生器构造成插入到所述气溶胶发生部分中。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施例,其中:
图1示出了用于制造包含气溶胶发生材料的制品的方法的步骤;
图2是与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品的侧截面图,所述制品包括吸嘴;
图2a是与不可燃气溶胶供应装置一起使用的另一制品的侧截面图,在该实施例中,制品包括含胶囊的吸嘴;
图2b是图2a所示的包含胶囊的吸嘴的截面图;
图3是包括气溶胶发生器的不可燃气溶胶供应装置的截面视图;
图4是图3所示的不可燃气溶胶供应装置的示意图;以及
图5是图3所示的不可燃气溶胶供应装置与图2所示的物品相接合的截面图。
具体实施方式
如在本文中使用的,术语“递送系统”旨在包括将至少一种物质递送至用户的系统,并且包括:
可燃气溶胶供应系统,例如,香烟、小雪茄、雪茄、以及用于烟斗或用于自卷烟或用于自制香烟的烟草(无论是基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、重构烟草、烟草替代物或其它可点燃抽吸材料);
不可燃气溶胶供应系统,其从气溶胶发生材料释放化合物而不燃烧气溶胶发生材料,诸如电子烟、烟草加热产品和混合系统,以使用气溶胶发生材料的组合产生气溶胶;以及
无气溶胶递送系统,该无气溶胶递送系统将该至少一种物质经口、经鼻、经皮或以另一种方式递送至使用者而不形成气溶胶,包括但不限于锭剂、树胶、贴片、包含可吸入粉末的物品、以及口服产品,如包括鼻烟或湿鼻烟的口服烟草,其中该至少一种物质可以包括或可以不包括尼古丁。
根据本公开,“不可燃”气溶胶供应系统是这样的系统,其中,气溶胶供应系统(或其部件)的成分气溶胶发生材料不燃烧或点燃,以有助于将至少一种物质递送至使用者。
在一些实施例中,递送系统为不可燃气溶胶供应系统,诸如电力不可燃气溶胶供应系统。
在一些实施例中,该不可燃气溶胶供应系统是电子烟,也称为吸电子烟装置(vaping device)或电子尼古丁递送系统(END),尽管应注意到气溶胶发生材料中尼古丁的存在不是必需的。
在一些实施例中,不可燃气溶胶供应系统是气溶胶发生材料加热系统,也称为加热不燃烧系统。这种系统的实例是烟草加热系统。
在一些实施例中,该不可燃气溶胶供应系统是使用气溶胶发生材料的组合来生成气溶胶的混合系统,这些气溶胶发生材料中的一个或多个可以被加热。这些气溶胶发生材料中的每一种可以是例如处于固体、液体或凝胶的形式并且可以包含或可以不包含尼古丁。在一些实施例中,混合系统包括液体或凝胶气溶胶发生材料和固体气溶胶发生材料。固体气溶胶发生材料可包括例如烟草或非烟草产品。
通常,不可燃气溶胶供应系统可以包括不可燃气溶胶供应装置和与不可燃气溶胶供应装置一起使用的消耗品。
在一些实施例中,本公开涉及包括气溶胶发生材料并且被配置成用于与不可燃溶胶供应装置一起使用的消耗品。贯穿本公开,这些消耗品有时被称为制品。
本文使用的术语“上游”和“下游”是相对于主流气溶胶在使用中抽吸通过制品或装置的方向定义的相对术语。
在一些实施例中,不可燃气溶胶供应系统,例如其不可燃气溶胶供应装置,可以包括电源和控制器。例如,电源可以是电力源或放热电源。在一些实施例中,放热电源包括碳衬底,所述碳衬底可以被通电以便以热的形式将功率分配到气溶胶发生材料或靠近放热电源的传热材料。
在一些实施例中,该不可燃气溶胶供应系统包括用于接收该消耗品的区域、气溶胶发生器、气溶胶发生区域、壳体、吸嘴、过滤器和/或气溶胶改性剂。
在一些实施例中,与不可燃气溶胶供应装置一起使用的消耗品可以包括气溶胶发生材料、气溶胶发生材料存储区域、气溶胶发生材料传送部件、气溶胶发生器、气溶胶发生区域、壳体、包装材料(wrapper)、过滤器、吸嘴和/或气溶胶改性剂。
在一些实施例中,消耗品包括待递送的物质。待递送的物质可以是气溶胶发生材料或不旨在被气溶胶化的材料。适当时,任一材料可以包含一种或多种活性成分、一种或多种调味剂、一种或多种气溶胶形成剂材料、和/或一种或多种其他功能材料。
在一些实施例中,有待递送的物质包括一种活性物质。
如本文所用的活性物质可以是生理活性物质,其是旨在实现或增强生理反应的材料。活性物质可以例如选自营养保健品、促智药、精神活性剂。活性物质可以是天然存在的或合成获得的。活性物质可以包括例如尼古丁、咖啡因、牛磺酸、茶碱、维生素如B6或B12或C、褪黑激素、或它们的成分、衍生物或组合。该活性物质可以包括烟草或另一种植物制剂(botanical)的一种或多种组分、衍生物或提取物。
在一些实施例中,该活性物质包括尼古丁。在一些实施例中,该活性物质包括咖啡因、褪黑激素或维生素B12。
如在此指出的,该活性物质可以包括或衍生自一种或多种植物制剂或其组分、衍生物或提取物。如在此使用的,术语“植物制剂(botanical)”包括来源于植物(plant)的任何材料,包括但不限于提取物、叶、树皮、纤维、茎、根、种子、花、果实、花粉、外壳、壳等。可替代地,该材料可以包括一种天然存在于植物制剂中、合成获得的活性化合物。该材料可以是液体、气体、固体、粉末、粉尘、压碎的颗粒、颗粒、球粒、碎屑、条、薄片等的形式。植物制剂的实例是烟草、桉树、星形茴香、麻、可可、茴香、柠檬草、薄荷、留兰香、路易波士(rooibos)、甘菊、亚麻、姜、银杏、榛子、木槿、月桂、甘草(licorice)(甘草(liquorice))、日本抹茶(matcha)、马黛(mate)、橙皮、番木瓜,玫瑰、鼠尾草、茶如绿茶或黑茶、百里香、丁香、肉桂、咖啡、茴香(aniseed)(茴香(anise))、罗勒、月桂叶、小豆蔻(cardamon)、香菜(coriander)、小茴香、肉豆蔻、牛至、红辣椒、迷迭香、藏红花、熏衣草、柠檬皮,薄荷、杜松、长老花、香草、冬青、紫苏(beefsteak plant)、姜黄、姜黄根、檀香木(sandalwood)、芫荽(cilantro)、佛手柑、橙花、桃金娘、肉桂(cassis,黑醋栗)、缬草、牙买加胡椒(pimento)、豆蔻瓣(mace)、披散时钟花(damien)、墨角兰、橄榄、柠檬香草(lemon balm)、柠檬罗勒、细香葱、carvi、马鞭草、龙蒿(tarragon),天竺葵、桑树、人参、茶氨酸(theanine)、苦茶碱(theacrine)、玛卡、印度人参(ashwagandha)、披散时钟花(damiana)、瓜拿纳、叶绿素、猴面包树或其任何组合。薄荷可以选自以下薄荷品种:野薄荷(Mentha Arventis)、哈特普列薄荷(Mentha c.v.,薄荷变种)、埃及薄荷(Mentha nilaca)、薄荷(Mentha piperita)、胡椒薄荷(Mentha piperita)、胡椒留兰香薄荷变种(Mentha piperita citracta c.v.)、胡椒薄荷变种(Menthapiperita c.v.)、皱叶留兰香薄荷(Mentha spicata crispa)、心型薄荷(Menthacardifolia)、欧薄荷(Mentha longifolia)、菠萝薄荷(Mentha suavevolens variegata)、唇萼薄荷(Mentha pulegium)、留兰香薄荷变种(Mentha spicata c.v.)和苹果薄荷(Mentha suaveolens)。
在一些实施例中,该活性物质包括或衍生自一种或多种植物制剂或其组分、衍生物或提取物,并且该植物是烟草。
在一些实施例中,该活性物质包括或衍生自一种或多种植物制剂或其组分、衍生物或提取物,并且该植物制剂选自桉树、星形茴香、可可和麻。
在一些实施例中,该活性物质包括或衍生自一种或多种植物制剂或其组分、衍生物或提取物,并且该植物制剂选自路易波士和茴香。
在一些实施例中,有待递送的物质包括一种调味剂。
如在本文中使用的,术语“调味剂”和“香味剂”是指在当地法规允许的情况下可以用于在成人消费者的产品中产生期望的味道、香味或其他体感感觉的材料。它们可以包括天然存在的香味材料、植物制剂成分、植物制剂的提取物、合成获得的材料、或它们的组合(例如,烟草、甘草(licorice)(甘草(liquorice))、绣球花(hydrangea)、丁香酚、日本白皮木兰叶(Japanese white skip magnolia leaf),甘菊、胡芦巴、丁香、枫树、日本抹茶、薄荷醇、日本薄荷、茴香(aniseed)(茴香(anise))、肉桂、姜黄、印度香料、亚洲香料、草药、冬青、樱桃、浆果、红莓、蔓越莓、桃、苹果、橙、芒果、克莱门氏小柑橘(clementine)、柠檬、酸橙,热带水果、番木瓜、大黄、葡萄、榴莲、火龙果、黄瓜、蓝莓、桑树、柑橘类水果、杜林标(Drambuie)酒、波旁(bourbon)威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、杜松子酒、龙舌兰酒、朗姆酒、留兰香薄荷、胡椒薄荷、熏衣草、芦荟、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树(cascarilla)、肉豆蔻、檀香木、佛手柑、天竺葵、阿拉伯茶(khat)、纳斯瓦(naswar)、槟榔(betel)、阔叶黄檀(shisha)、松树、蜂蜜精华、玫瑰油、香草、柠檬油、橙油、橙花、樱桃花、肉桂、香菜、法国白兰地(cognac)、茉莉、依兰树(ylang-ylang)、鼠尾草、茴香、山葵(wasabi)、多香果(piment),姜、芫荽、咖啡、麻、来自薄荷属的任何种的薄荷油、桉树、星茴香、可可、柠檬草、路易波士、亚麻、银杏、榛子、木槿、月桂、马黛、橙皮、玫瑰,茶,如绿茶或黑茶、百里香、杜松、长老花、罗勒、月桂叶、小茴香、牛至、辣椒、迷迭香、藏红花、柠檬皮、薄荷、紫苏、姜黄、姜黄根、桃金娘、肉桂(cassis,黑醋栗)、缬草、牙买加胡椒(pimento)、豆蔻瓣(mace)、披散时钟花(damien)、墨角兰、橄榄、柠檬香草(lemon balm)、柠檬罗勒、细香葱、carvi、马鞭草、龙蒿(tarragon)、柠檬烯、百里酚、莰烯)、香味增强剂、苦味受体位点阻断剂、感觉受体位点激活剂或刺激剂、糖和/或糖代用品(例如,三氯蔗糖、乙酰氨基磺酸钾、阿斯巴甜、糖精、环磺酸盐、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇、或甘露醇)、以及其他添加剂,例如木炭、叶绿素、矿物质、植物制剂、或口气清新剂。它们可以是仿制、合成或天然成分或它们的共混物。它们可以是任何合适的形式,例如,液体如油,固体如粉末,或气体。
在一些实施例中,调味剂包括薄荷醇、留兰香薄荷和/或胡椒薄荷。在一些实施例中,该调味剂包括黄瓜、蓝莓、柑橘类水果和/或红莓的香味组分。在一些实施例中,调味剂包括丁香酚。在一些实施例中,调味剂包括从烟草提取的香味组分。
在一些实施例中,除了或代替芳香或味觉神经,调味剂可以包括一种感觉剂(sensate),该感觉剂旨在实现一种体感感觉,该体感感觉通常是化学诱导的并且通过刺激第五脑神经(三叉神经)而感知,并且这些感觉剂可以包括提供热、冷、刺痛、麻木效果的试剂。合适的热效应剂可以是,但不限于,香草基乙基醚且合适的冷却剂可以是,但不限于,桉树油,WS-3。
气溶胶发生材料是例如当以加热、辐射或任何其他方式供能时能够生成气溶胶的材料。气溶胶发生材料可以是固体、液体或凝胶的形式,其可以包含或可以不包含活性物质和/或香料。气溶胶发生材料可结合到用于气溶胶发生系统的物品中。
如本文所使用的,术语“烟草材料”是指包含烟草或其衍生物或取代物的任何材料。烟草材料可以是任何合适的形式。术语“烟草材料”可以包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、重构烟草或烟草替代物中的一种或多种。烟草材料可以包括磨碎烟草、烟草纤维、切割烟草、挤压烟草、烟草茎、烟草薄片、重构烟草和/或烟草提取物中的一种或多种。
根据本公开的一方面,提供了一种气溶胶发生材料。气溶胶发生材料包括可气溶胶化材料的片或切碎片。该可气溶胶化材料被安排成在加热时产生气溶胶。
该片或切碎片包括第一表面和与该第一表面相对的第二表面。第一和第二表面的尺寸是全等的。该片或切碎片的第一和第二表面可以具有任何形状。例如,第一和第二表面可以是正方形、矩形、长方形或圆形。还设想了不规则形状。
该片或切碎片的第一和/或第二表面可以是相对均匀的(例如。它们可以是相对平滑的)或者它们可以是不均匀或不规则的。例如,片的第一和/或第二表面可以被纹理化或图案化以限定相对粗糙的表面。在一些实施例中,第一和/或第二表面是相对粗糙的。
第一和第二表面的光滑度可受多种因素影响,例如片或切碎片的面积密度、构成可气溶胶化材料的组分的性质或材料的表面是否已被操作,例如压花、刻痕或以其他方式改变以赋予它们图案或纹理。
第一和第二表面的区域各自由第一尺寸(例如,宽度)和第二尺寸(例如,长度)限定。该第一和第二尺寸的测量可以具有1:1或大于1:1的比率,并且因此该片或切碎片可以具有1:1或大于1:1的“纵横比”。如本文所使用的,术语“纵横比”是第一或第二表面的第一尺寸的测量值与第一或第二表面的第二尺寸的测量值的比率。“比:1的纵横比”是指第一尺寸的测量值(例如,宽度)与所述第二尺寸(例如,长度)的测量值相同。“大于1:1的纵横比”是指第一尺寸的测量值(例如,宽度)和第二尺寸(例如,长度)的测量值不同。在一些实施例中,该片或切碎片的第一和第二表面具有大于1:1,例如1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7或更大的纵横比。
切碎片可包括可气溶胶化材料的一个或多个股线或条带。在一些实施例中,切碎片包括多个(例如两个或更多个)可气溶胶化材料的股线或条带。可气溶胶化材料的股线或条带可具有1:1的纵横比。在实施例中,可气溶胶化材料的股线或条带具有大于1:1的纵横比。在一些实施例中,可气溶胶化材料的股线或条的纵横比为约1:5至约1:16,或约1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11或1:12。当股线或条带的纵横比大于1:1时,股线或条带包括在股线或条带的第一端与股线或条带的第二端之间延伸的纵向尺寸或长度。
在切碎片包括多个材料的股线或条带的情况下,每个股线或条带的尺寸可以在不同的股线或条带之间不同。例如,该切碎片可以包括第一群的股线或条带和第二群的股线或条带,其中第一群的股线或条带的尺寸不同于第二群的股线或条带的尺寸。换言之,多个股线或条带可包括具有第一纵横比的第一群的股线或条带和具有不同于第一纵横比的第二纵横比的第二群的股线或条带。
可气溶胶化材料的股线或条带的第一尺寸或切割宽度在0.9mm和1.5mm之间。本发明人已发现,当将切割宽度小于0.9mm的可气溶胶化材料的股线或条带结合到用于不可燃气溶胶供应系统的制品中时,制品上的压降可增加到使制品不适合用于不可燃气溶胶供应装置的水平。然而,如果股线或条带的切割宽度大于2mm(例如,高于2mm)时,在其制造过程中将可气溶胶化材料的股线或条带插入制品中可能是有挑战性的。在优选实施例中,可气溶胶化材料的股线或条带的切割宽度在约1mm与1.5mm之间。
材料的股线或条带是通过切碎可气溶胶化材料片而形成的。可气溶胶化材料片可在宽度方向上切割,例如在横切型粉碎工艺中,以除了切割宽度之外还限定可气溶胶化材料的股线或条带的切割长度。该被粉碎的可气溶胶化材料的切割长度优选是至少5mm,例如至少10mm、或至少20mm。切碎的可气溶胶化材料的切割长度可以小于60mm、小于50mm或小于40mm。
在一些实施例中,提供了可气溶胶化材料的多个股线或条带,并且所述可气溶胶化材料的多个股线或条带中的至少一个具有大于约10mm的长度。可气溶胶化材料的多个股线或条带中的至少一个可以替代地或附加地具有约10mm至约60mm之间、或约20mm至约50mm之间的长度。可气溶胶化材料的多个股线或条带中的每个可具有约10mm至约60mm之间、或约20mm至约50mm之间的长度。
可气溶胶化材料的片或切碎片具有至少约100μm的厚度。该片或切碎片可以具有至少约120μm、140μm、160μm、180μm或200μm的厚度。在一些实施例中,该片或切碎片具有从约150μm至约300μm、从约151μm至约299μm、从约152μm至约298μm的厚度,从约153μm至约297μm、从约154μm至约296μm、从约155μm至约295μm、从约156μm至约294μm,从约157μm至约293μm、从约158μm至约292μm、从约159μm至约291μm或从约160μm至约290μm的厚度。在一些实施例中,该片或切碎片具有从约170μm至约280μm、从约180μm至约270μm、从约190μm至约260μm、从约200μm至约250μm或从约210μm至约240μm的厚度。
片或切碎片的厚度可以在第一和第二表面之间变化。在一些实施例中,可气溶胶化材料的单个条带或片件在其面积上具有约100μm的最小厚度。在一些情况下,可气溶胶化材料的单个条带或片件在其面积上具有大约0.05mm或大约0.1mm的最小厚度。在一些情况下,可气溶胶化材料的单独条带、股线或片件在其面积上具有约1.0mm的最大厚度。在一些情况下,可气溶胶化材料的单个条带或片件在其面积上具有大约0.5mm或大约0.3mm的最大厚度。
片的厚度可以使用ISO 534:20115纸和板厚度的确定(Paper and Board-Determination of Thickness)”来确定。
发明人已经确定,如果可气溶胶化材料的片或切碎片太厚,则可能损害加热效率。这可能不利地影响使用中的功耗,例如从可气溶胶化材料中释放香味的功耗。相反,如果可气溶胶化材料太薄,则可能难以制造和处理;非常薄的材料可能更难铸造并且可能是易碎的,从而在使用中损害气溶胶的形成。
假定,如果可气溶胶化材料的片或切碎片太薄(例如,小于100μm),则当可气溶胶化材料结合到制品中时,可能需要增加切碎片的切割宽度以实现可气溶胶化材料的充分包装。如先前所讨论的,增加切碎片的切割宽度可以增加压降,这是不希望的。
已经假定具有至少约100μm厚度连同从约100g/m2至约250g/m2的面积密度的片或切碎片在其制造过程中较不易于撕裂、分裂或以其他方式变形。至少约100μm的厚度可以对片或切碎片的整体结构完整性和强度具有积极影响。例如,它可以具有良好的拉伸强度,并且因此相对容易加工。
该片或切碎片的厚度也被认为对其面积密度具有影响(bearing)。也就是说,增加片或切碎片的厚度可以增加片或切碎片的面积密度。
相反地,减小片或切碎片的厚度可以减小片或切碎片的面积密度。为了避免疑问,在本文中提及面积密度的情况下,这是指对于给定的可气溶胶化材料的条带、股线、件或片件计算的平均面积密度,通过测量给定的可气溶胶化材料的条带、股线、片件或片的表面积和重量来计算面积密度。
气溶胶发生材料的片或切碎片具有从约100g/m2至约250g/m2的面积密度。片或碎片可以具有约110g/m2至约240g/m2、约120g/m2至约230g/m2、约130g/m2至约220g/m2或约140g/m2至约210g/m2的面积密度。在一些实施例中,该片或碎片具有从约130g/m2至约190g/m2、从约140g/m2至约180g/m2、从约150g/m2至约170g/m2的面积密度。在一些实施例中,该片或切碎片具有约160g/m2、170g/m2、180g/m2、190g/m2或200g/m2的面积密度。在优选的实施例中,该片或切碎片具有约160g/m2的面积密度。
约100g/m2至约250g/m2的面积密度被认为有助于片或切碎片的强度和柔性。此外,发明人已经发现,可以包装包括具有约180gsm的面积密度和220密度和已μm的最小厚度的可气溶胶化材料的切碎片的杆,使得该可气溶胶化材料在该杆内保持在适当位置,同时保持该杆内的烟草材料的所希望重量(例如约300mg)并且当在不可燃气溶胶供应装置中加热时递送可接受的感官特性(例如味道和气味)。
在一些实施例中,可气溶胶化材料具有160g/m2至200g/m2的面积密度和200至250μm的最小厚度,或160g/m2至200g/m2的面积密度和210至240μm的最小厚度。
该片或切碎片的柔性被认为至少部分地取决于该片或切碎片的厚度和面积密度。较厚的片或切碎片可以比较薄的片或切碎片更不柔韧。而且,片的面积密度越大,片或切碎片的柔性越小。认为本文所述的可气溶胶化材料的厚度和面积密度的组合提供了相对柔性的片或切碎片。当可气溶胶化的材料被结合到用于不可燃气溶胶供应装置的制品中时,可以产生各种优点。例如,当气溶胶发生器被插入气溶胶发生材料中时,股线或条带能够容易地变形和弯曲,从而有助于气溶胶发生器(例如加热器)插入所述材料中并且还通过所述可气溶胶化材料改善所述气溶胶发生器的保留。
优选地,这些股线或条带或可气溶胶化材料不是卷曲的,这进一步改进了该气溶胶发生器可插入该气溶胶发生材料中的容易性。不希望受理论束缚,认为这是因为可气溶胶化材料的非卷曲股线或条带对插入气溶胶发生器提供了较小的阻力。
发明人已经发现,气溶胶发生材料的片或切碎片的面积密度影响该片或切碎片的第一和第二表面的粗糙度。通过改变面积密度,可以调整第一和/或第二表面的粗糙度。
气溶胶发生材料的片或切碎片的平均体积密度可以从该片的厚度和该片的面积密度来计算。平均体积密度可以大于约0.2g/cm3、约0.3g/cm3或约0.4g/cm3。在一些实施例中,该平均体积密度是从约0.2g/cm3至约1g/cm3、从约0.3g/cm3至约0.9g/cm3、从约0.4g/cm3至约0.9g/cm3、从约0.5g/cm3至约0.9g/cm3或从约0.6g/cm3至约0.9g/cm3。
根据本公开的方面,提供了一种气溶胶发生材料,该气溶胶发生材料包括可气溶胶化材料的片或切碎片,该可气溶胶化材料包括烟草材料、气溶胶形成剂材料以及粘合剂,其中该片或碎片具有大于约0.4g/cm3的密度。在一些实施例中,密度为从约0.4g/cm3至约2.9g/cm3、从约0.4g/cm3至约1g/cm3、从约0.6cm3至约1.6cm3或从约1.6cm3至约2.9cm3。
该片或切碎片可以具有至少4N/15mm的拉伸强度。在一些实施例中,该片或切碎片具有最高达约30N/15mm、最高达约20N/15mm或最高达约15N/15mm的拉伸强度。
发明人已经发现,当该片或切碎片具有低于4N/15mm的拉伸强度时,该片或切碎片在其制造和/或随后结合到用于在不可燃气溶胶供应系统中使用的制品中期间可能撕裂、断裂或以其他方式变形。可以使用ISO 1924:2008测量拉伸强度。
气溶胶发生材料包括烟草材料。可气溶胶化材料的片或切碎片包括烟草材料。
烟草材料可以是微粒或颗粒状材料。在一些实施方式中,烟草材料是粉末。可替代地或另外地,烟草材料可以包括烟草的条带、股线或纤维。例如,烟草材料可以包括烟草的颗粒、粒料、纤维、条带和/或股线。在一些实施例中,烟草材料由烟草材料的颗粒或粒料组成。
烟草材料的密度对导热穿过该材料的速度具有影响,使用较低密度,例如低于900mg/cc的那些,导热更缓慢地穿过该材料,并且因此使得能够更持续释放气溶胶。
烟草材料可以包含具有小于约900mg/cc的密度的重构烟草材料,例如纸重构烟草材料。例如,气溶胶发生材料包括具有小于约800mg/cc的密度的重构烟草材料。可替代地或另外地,气溶胶发生材料可包括密度为至少350mg/cc的重构烟草材料。
可以以切碎片的形式提供重构烟草材料。重构烟草材料的片可以具有任何合适的厚度。重构烟草材料可以具有至少约0.145mm,例如至少约0.15mm、或至少约0.16mm的厚度。重构烟草材料可以具有约0.30mm或0.25mm的最大厚度,例如重构烟草材料的厚度可以小于约0.22mm或小于约0.2mm。在一些实施方式中,重构烟草材料可以具有0.175mm至0.195mm范围内的平均厚度。
在一些实施例中,烟草是颗粒状烟草材料。颗粒状烟草材料的每个颗粒可具有最大尺寸。如本文所使用的,术语“最大尺寸”是指从烟草颗粒表面上或颗粒表面上的任何点到相同烟草颗粒或颗粒表面上的任何其他表面点的最长直线距离。可以使用扫描电子显微镜(SEM)测量颗粒状烟草材料的颗粒的最大尺寸。
烟草材料的每个颗粒的最大尺寸可以最高达约200μm。在一些实施例中,烟草材料的每个颗粒的最大尺寸至多达约150μm。
烟草材料的颗粒群体可以具有至少约100μm的粒度分布(D90)。在一些实施例中,烟草材料的颗粒群具有约110μm、至少约120μm、至少约130μm、至少约140μm或至少约μm的粒度分布(D90)。在一个实施例中,烟草材料的颗粒群具有约150μm的粒度分布(D90)。筛分分析也可以用于确定烟草材料的颗粒的粒径分布。
认为至少约100μm的粒度分布(D90)有助于可气溶胶化材料的片或切碎片的拉伸强度。
发明人已发现,小于100μm的粒度分布(D90)提供具有良好拉伸强度的可气溶胶化材料的片或切碎片。然而,在片或切碎片中包括烟草材料的这种细颗粒会增加其密度。当该片或切碎片被结合到用于不可燃气溶胶供应系统中的制品中时,这种更高的密度可以降低烟草材料的填充值。有利地,发明人已经发现,当粒度分布(D90)是至少约100μm时,可以实现令人满意的拉伸强度与适合的密度(并且因此填充值)之间的平衡。
颗粒状烟草材料的颗粒尺寸还可以影响气溶胶发生材料的片或切碎片的粗糙度。假定通过结合相对大的烟草材料颗粒来形成气溶胶发生材料的片或切碎片降低了气溶胶发生材料的片或切碎片的密度。
烟草材料可以包括从烟草植物的任何部分获得的烟草。在一些实施例中,烟草材料包括烟草叶。该片或切碎片可以包含按重量计从5%至约90%的烟草叶。
烟草材料可以包括层状烟草和/或烟草茎,诸如中肋茎。层状烟草可以按该片或切碎片和/或烟草材料的重量计以从0%至约100%、从约20%至约100%、从约40%至约100%、从约40%至约95%、从约45%至约90%、从约50%至约85%或从约55%至约80%的量存在。在一些实施例中,烟草材料由层状烟草材料组成或基本上由层状烟草材料组成。
烟草材料可以包含烟草茎,其量为按该片或切碎片的重量计从0%至约100%、从约0%至约50%、从约0至约25%、从约0至约20%、从约5至约15%。
在一些实施例中,烟草材料包括层状物和烟草茎的组合。在一些实施例中,烟草材料可包括按可气溶胶化材料的片或切碎片的重量计约40%至约95%的量的层状物和约5%至约60%的量的茎部,或约60%至约95%的量的层状物和约5%至约40%的量的茎部,或约80%至约95%的量的层状物和约5%至约20%的量的茎部。
发明人已经发现,茎部的结合可以降低可气溶胶化材料的粘性。发明人还已经出人意料地发现,将包含烟草茎的烟草材料结合到该可气溶胶化的材料中可以增加其破裂强度(burst strength)。
可气溶胶化材料的片或切碎片可具有至少约75g、至少约100g或至少约200g的破裂强度。
如果破裂强度太低,则片或切碎片可能相对较脆。因此,在制造可气溶胶化材料的过程中,可能发生片或切碎片中的破裂。例如,当通过切割工艺将片切碎以形成切碎片时,在切割时片可能碎裂或断裂成片件(piece)或碎片件(shard)。
在此描述的烟草材料含有尼古丁。尼古丁含量是烟草材料的按重量计0.1%至3%,并且可以是例如烟草材料的按重量计0.5%至2.5%。另外地或可替代地,烟草材料包含按重量计在10%与90%之间的烟草叶,该烟草叶具有按该烟草叶的重量计大于约1%或约1.5%的烟碱含量。烟草叶(例如切碎的烟草)可以例如具有按烟草叶的重量计在1%与5%之间的尼古丁含量。
可气溶胶化材料的片或切碎片可包含尼古丁,尼古丁的量按片或切碎片的重量计在约0.1%至约3%之间。
纸重构烟草也可以存在于本文所述的气溶胶发生材料中。纸重构烟草是指通过以下方法形成的烟草材料:用溶剂提取烟草原料以提供可溶物的提取物和包含纤维材料的残余物,并且然后通过将提取物沉积到纤维材料上,将提取物(通常在浓缩之后,并且任选地在进一步加工之后)与来自残余物的纤维材料再组合(通常在纤维材料的精炼之后,并且任选地添加非烟草纤维的一部分)。重组方法类似于造纸方法。
纸重构烟草可以是本领域已知的任何类型的纸重构烟草。在一个具体实施例中,纸重构烟草由包含烟草条、烟草茎和整叶烟草中的一种或多种的原料制成。在进一步的实施例中,纸重构烟草由烟草条和/或整叶烟草以及烟草茎组成的原料制成。然而,在其他实施例中,碎料、细料和风选(winnowing)可替换地或另外地用于原料中。
用于本文所述的烟草材料中的纸重构烟草可以通过本领域技术人员已知的用于制备纸重构烟草的方法来制备。
在实施例中,纸重构烟草以气溶胶发生材料的按重量计5wt%至wt90%、10wt%至80wt%或20wt%至70wt%的量存在。
气溶胶发生材料包括气溶胶形成剂材料。气溶胶形成剂材料包括能够形成气溶胶的一种或多种组分。气溶胶形成剂材料包括丙三醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,3-丁二醇、赤藓糖醇、内消旋-赤藓糖醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、三乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯混合物、苯甲酸苄酯、乙酸苄基苯基酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸亚丙酯中的一种或多种。优选地,气溶胶形成剂材料是甘油或丙二醇。
可气溶胶化材料的片或切碎片包括气溶胶形成剂材料。气溶胶形成剂材料以按片或切碎片的重量计基于干重最高达约50%的量提供。在一些实施例中,气溶胶形成剂材料以按片或切碎片的重量计基于干重从约5%至约40%、按片或切碎片的重量计基于干重从约10%至约30%、或按片或切碎片的重量计基于干重从约10%至约20%的量提供。
该片或切碎片还可以包含水。可气溶胶化材料的片或切碎片可包含按所述可气溶胶化材料的重量计小于约15%、小于约10%或小于约5%的量的水。在一些实施例中,可气溶胶化材料包括按可气溶胶化材料的重量计在约0%与约15%之间或在约5%与约15%之间的量的水。
可气溶胶化材料的片或切碎片可包括水和气溶胶形成剂材料,其总量按所述可气溶胶化材料的片或切碎片的重量计小于约30%,或按所述可气溶胶化材料的片或切碎片的重量计小于约25%。认为将水和气溶胶形成剂材料以按可气溶胶化材料的片或切碎片的重量计小于约30%的量结合在可气溶胶化材料的片或切碎片中可有利地降低片的粘性。这可改善在处理期间可气溶胶化材料可处理的容易性。例如,可以更容易地卷绕可气溶胶化材料的片以形成材料线轴(bobbin,筒),然后在片层不粘在一起的情况下展开该线轴。降低粘性还可降低切碎材料的股线或条带聚集或粘合在一起的倾向,从而进一步改进加工效率和最终产品的质量。
该片或切碎片包括一种粘合剂。该粘合剂被安排为粘合该气溶胶发生材料的这些组分以形成该片或切碎片。粘合剂可以至少部分地涂覆烟草材料的表面。在烟草材料是颗粒形式的情况下,粘合剂可以至少部分地涂覆烟草颗粒的表面并且将它们粘合在一起。
粘合剂可选自一种或多种化合物,所述化合物选自包括以下各项的组:藻酸盐、果胶、淀粉(及其衍生物)、纤维素(及其衍生物)、树胶、二氧化硅或硅酮化合物、粘土、聚乙烯醇以及它们的组合。例如,在一些实施例中,该粘合剂包括藻酸盐、果胶、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、普鲁兰多糖、黄原胶、瓜尔胶、角叉菜胶、琼脂糖、阿拉伯树胶、气相二氧化硅、PDMS、硅酸钠、高岭土以及聚乙烯醇中的一种或多种。在一些情况下,该粘合剂包含藻酸盐和/或果胶或角叉菜胶。在优选的实施例中,该粘合剂包含瓜尔胶。
该粘合剂可以按该片或破碎片的重量计以从约1%至约20%的量存在,或按该可气溶胶化材料的片或破碎的重量计以从1%至约10%的量存在。例如,粘合剂可以以按可气溶胶化材料的片或切碎片的重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%的量存在。
气溶胶发生材料可包括填充剂。在一些实施例中,该片或切碎片包括该填充剂。填充剂通常是非烟草组分,即,不包括源自烟草的成分的组分。填充剂可以包括一种或多种无机填充剂材料,如碳酸钙、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶态二氧化硅、氧化镁、硫酸镁、碳酸镁,以及合适的无机吸附剂,如分子筛。填充剂可以是非烟草纤维如木质纤维或纸浆或小麦纤维。填充剂可以是包含纤维素的材料或包含纤维素的衍生物的材料。填充剂组分还可以是非烟草铸造材料或非烟草挤出材料。
在包含填充剂的特定实施例中,填充剂是纤维状的。例如,该填充剂可以是一种纤维有机填充剂材料,如木材、木浆、麻纤维、纤维素或纤维素衍生物。不希望受理论束缚,据信包括纤维填充剂可以增加材料的拉伸强度。
填充剂还可有助于可气溶胶化材料的片或切碎片的质地(纹理,texture)。例如,纤维填充剂,例如木材或木浆,可提供具有相对粗糙的第一和第二表面的可气溶胶化材料的片或切碎片。相反,非纤维颗粒填充剂,例如粉末状白垩,可提供具有相对光滑的第一和第二表面的可气溶胶化材料的片或切碎片。在一些实施例中,可气溶胶化材料包括不同填充剂材料的组合。
填充剂组分可以按该片或切碎片的重量计0至20%的量、或按该片或切碎片的重量计从1至10%的量存在。在一些实施方式中,不存在填充剂组分。
填充剂可有助于改善可气溶胶化材料的总体结构特性,如其拉伸强度和破裂强度。
在本文描述的组合物中,当以按重量计%给出量时,为了避免疑问,这是指基于干重的,除非特别指出是相反的。因此,为了测定wt%的目的,可能存在于该气溶胶发生材料中或其任何组分中的任何水被完全忽略。在此描述的气溶胶发生材料的水含量可以变化并且可以是例如按重量计从5%至15%。本文所述的气溶胶发生材料的水含量可根据例如保持组合物的温度、压力和湿度条件而变化。含水量可以通过卡尔-费歇尔分析来确定(如本领域技术人员已知的)。另一方面,为了避免疑问,即使当气溶胶形成剂材料是液相的组分如甘油或丙二醇时,除水以外的任何组分也包括在气溶胶发生材料的重量中。然而,当将气溶胶形成剂材料提供在气溶胶发生材料的烟草组分中、或气溶胶发生材料的填充剂组分(如果存在)中时,代替或除了单独地添加到气溶胶发生材料中之外,气溶胶形成剂材料不被包括在烟草组分或填充剂组分的重量中,而是以如在此所定义的wt%被包括在“气溶胶形成剂材料”的重量中。存在于烟草组分中的所有其他成分包括在烟草组分的重量中,即使是非烟草来源的(例如在纸重构烟草的情况下是非烟草纤维)。
本文的气溶胶发生材料可以包含气溶胶改性剂,如本文描述的任何调味剂。在一个实施例中,气溶胶发生材料包括薄荷醇。当气溶胶发生材料被结合到用于在气溶胶供应系统中使用的制品中时,该制品可以被称为薄荷醇化(mentholated)制品。气溶胶发生材料可以包括从0.5mg至20mg的薄荷醇、从0.7mg至20mg的薄荷醇、在1mg至18mg之间或在8mg至16mg之间的薄荷醇。在本发明实施例中,气溶胶发生材料包括16mg的薄荷醇。气溶胶发生材料可以包含按重量计在1%与8%之间的薄荷醇、优选按重量计在3%与7%之间的薄荷醇并且更优选按重量计在4%与5.5%之间的薄荷醇。在一个实施例中,气溶胶发生材料包含按重量计4.7%的薄荷醇。可以使用高百分比的重构烟草材料,例如大于按重量计50%的烟草材料来实现这种高水平的薄荷醇负载。可替代地或另外地,使用大量的例如烟草材料可以增加可以实现的薄荷醇负载量水平,例如,当使用大于约500mm3或合适地大于约1000mm3的气溶胶发生材料如烟草材料时。
在一些实施例中,该组合物包含形成气溶胶的“无定形固体”,它可以可替代地被称为“整体固体”(即,非纤维的)。在一些实施例中,该无定形固体可以包括一种干燥的凝胶。无定形固体是可以在其内部保留一些流体(例如液体)的固体材料。
在一些实施例中,该无定形固体包括:
-1-60wt%的胶凝剂;
-0.1wt%-50wt%的气溶胶形成剂材料;以及
-0.1-80wt%的调味剂;
其中,这些重量是基于干重计算的。
在一些另外的实施例中,该无定形固体包括:
-1-50wt%的胶凝剂;
-0.1wt%-50wt%的气溶胶形成剂材料;以及
-30-60wt%的调味剂;
其中,这些重量是基于干重计算的。
该无定形固体材料可以以片或以切碎片的形式提供。无定形固体材料可采用与片或切碎片相同的形式,如先前关于可气溶胶化材料所述。
适合地,该无定形固体可以包括从约1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%或25wt%至约60wt%、50wt%、45wt%、40wt%或35wt%的胶凝剂(全部基于干重计算)。例如,该无定形固体可以包括1-50wt%、5-45wt%、10-40wt%或20-35wt%的胶凝剂。在一些实施例中,该胶凝剂包括一种水胶体。在一些实施例中,该胶凝剂包括一种或多种选自下组的化合物,该组包括:藻酸盐、果胶、淀粉(以及衍生物)、纤维素(以及衍生物)、树胶、二氧化硅或硅酮化合物、粘土、聚乙烯醇以及它们的组合。例如,在一些实施例中,该胶凝剂包括藻酸盐、果胶、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、普鲁兰多糖、黄原胶瓜尔胶、角叉菜胶、琼脂糖、阿拉伯树胶、气相二氧化硅、PDMS、硅酸钠、高岭土以及聚乙烯醇中的一种或多种。在一些情况下,该胶凝剂包括藻酸盐和/或果胶,并且可以在该无定形固体的形成过程中与一种硬化剂(setting agent)(如一种钙源)组合。在一些情况下,该无定形固体可以包括一种钙交联的藻酸盐和/或一种钙交联的果胶。
在一些实施例中,该胶凝剂包含藻酸盐,并且该藻酸盐是以该无定形固体的从10-30wt%(基于干重计算)的量存在于该无定形固体中。在一些实施例中,藻酸盐是存在于该无定形固体中的唯一的胶凝剂。在其他实施例中,该胶凝剂包括藻酸盐和至少一种另外的胶凝剂,例如果胶。
在一些实施例中,该无定形固体可以包括包含角叉菜聚糖的胶凝剂。
适合地,该无定形固体可以包括从约0.1wt%、0.5wt%、1wt%、3wt%、5wt%、7wt%或10%至约50wt%、45wt%、40wt%、35wt%、30wt%或25wt%的气溶胶形成剂材料(全部基于干重计算)。气溶胶形成剂材料可用作增塑剂。例如,无定形固体可以包含0.5-40wt%、3-35wt%或10-25wt%的气溶胶形成剂材料。在一些情况下,该气溶胶形成剂材料包括一种或多种选自以下项的化合物:赤藓糖醇、丙二醇、甘油、三乙酸甘油酯、山梨醇和木糖醇。在一些情况下,气溶胶形成剂材料包含甘油、基本上由甘油组成或由甘油组成。
该无定形固体包括调味剂。适合地,该无定形固体可以包括最高达约80wt%、70wt%、60wt%、55wt%、50wt%或45wt%的调味剂。
在一些情况下,该无定形固体可以包括至少约0.1wt%、1wt%、10wt%、20wt%、30wt%、35wt%或40wt%的调味剂(全部基于干重计算)。
例如,该无定形固体可以包括1-80wt%、10-80wt%、20-70wt%、30-60wt%、35-55wt%或30-45wt%的调味剂。在一些情况下,调味剂包括薄荷醇、基本上由薄荷醇组成或由薄荷醇组成。
在一些情况下,该无定形固体可以另外地包含乳化剂,该乳化剂在制造过程中乳化熔融的调味剂。例如,该无定形固体可以包括从约5wt%至约15wt%的乳化剂(基于干重计算),合适地约10wt%的乳化剂。该乳化剂可以包括阿拉伯树胶。
在一些实施例中,该无定形固体是水凝胶并且包含基于湿重计算的小于约20wt%的水。在一些情况下,水凝胶可以包含基于湿重计算的小于约15wt%、12wt%或10wt%的水。在一些情况下,该水凝胶可以包括至少约1wt%、2wt%或至少约5wt%的水(WWB)。
在一些实施例中,该无定形固体另外包括活性物质。例如,在一些情况下,该无定形固体另外包括烟草材料和/或尼古丁。在一些情况下,该无定形固体可以包括5-60wt%(基于干重计算)的烟草材料和/或尼古丁。在一些情况下,该无定形固体可以包括从约1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%或25wt%至约70wt%、60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%、或30wt%(基于干重计算)的活性物质。在一些情况下,该无定形固体可以包括从约1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%或25wt%至约70wt%、60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%、或30wt%(基于干重计算)的烟草材料。例如,该无定形固体可以包括10wt%-50wt%、15wt%-40wt%或20wt%-35wt%的烟草材料。在一些情况下,无定形固体可以包括从约1wt%、2wt%、3wt%或4wt%至约20wt%、18wt%、15wt%或12wt%(基于干重计算)的尼古丁。例如,该无定形固体可以包括1-20wt%、2-18wt%或3-12wt%的尼古丁。
在一些情况下,该无定形固体包括活性物质,例如烟草提取物。在一些情况下,该无定形固体可以包含5-60wt%(基于干重计算)的烟草提取物。在一些情况下,该无定形固体可以包括从约5wt%、10wt%、15wt%、20wt%或25wt%至约60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%、或30wt%(基于干重计算)的烟草提取物。例如,该无定形固体可以包括10-50wt%、15-40wt%或20-35wt%的烟草提取物。该烟草提取物可以含有一定浓度的尼古丁,使得该无定形固体包括1wt%、1.5wt%、2wt%或2.5wt%至约6wt%、5wt%、4.5wt%或4wt%(基于干重计算)的尼古丁。
在一些情况下,除了由烟草提取物产生的那些之外,无定形固体中可能不存在尼古丁。
在一些实施例中,该无定形固体不包含烟草材料但确实包含尼古丁。在一些此类情况下,该无定形固体可以包括从约1wt%、2wt%、3wt%或4wt%至约20wt%、18wt%、15wt%或12wt%(基于干重计算)的尼古丁。例如,该无定形固体可以包括1-20wt%、2-18wt%或3-12wt%的尼古丁。
在一些情况下,活性物质和/或调味剂的总含量可以是至少约0.1wt%、1wt%、5wt%、10wt%、20wt%、25wt%或30wt%。在一些情况下,活性物质和/或调味剂的总含量可以小于约90wt%、80wt%、70wt%、60wt%、50wt%或40wt%(全部基于干重计算)。
在一些情况下,烟草材料、尼古丁和调味剂的总含量可以是至少约0.1wt%、1wt%、5wt%、10wt%、20wt%、25wt%或30wt%。在一些情况下,活性物质和/或调味剂的总含量可以小于约90wt%、80wt%、70wt%、60wt%、50wt%或40wt%(全部基于干重计算)。
该无定形固体可以由凝胶制成,并且这种凝胶可以另外地包含溶剂(以0.1-50wt%包含)。然而,发明人已经确定,包含其中调味剂是可溶的溶剂可以降低凝胶稳定性,并且调味剂可以从凝胶中结晶出来。因此,在一些情况下,凝胶不包括其中调味剂是可溶的溶剂。
在一些实施例中,该无定形固体包括小于60wt%的填充剂,例如从1wt%至60wt%、或5wt%至50wt%、或5wt%至30wt%、或10wt%至20wt%。
在其他实施例中,该无定形固体包括小于20wt%、合适地小于10wt%或小于5wt%的填充剂。在一些情况下,该无定形固体包括小于1wt%的填充剂,并且在一些情况下,不包括填充剂。
填充剂(如果存在)可以包括一种或多种无机填充剂材料,如碳酸钙、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶体二氧化硅、氧化镁、硫酸镁、碳酸镁,以及合适的无机吸附剂,如分子筛。该填充剂可以包括一种或多种有机填充剂材料,如木浆、纤维素和纤维素衍生物。在特定情况下,无定形固体不包含碳酸钙,例如白垩。
在包含填充剂的特定实施例中,填充剂是纤维状的。例如,填充剂可以是纤维有机填充剂,如木浆、麻纤维、纤维素或纤维素衍生物。不希望受理论束缚,据信在无定形固体中包括纤维填充剂可以增加材料的拉伸强度。
在一些实施例中,该无定形固体不包含烟草纤维。
在一些实施例中,片形式的无定形固体可以具有从约200N/m至约1500N/m的拉伸强度。在一些实施例中,例如当无定形固体不包含填充剂时,无定形固体可以具有200N/m至400N/m、或200N/m至300N/m、或约250N/m的拉伸强度。此类拉伸强度可以特别适合于以下实施例,其中该无定形固体材料被形成为片并且然后被切碎并且被结合到气溶胶发生制品中。
在一些实施例中,例如当无定形固体包括填充剂时,无定形固体可以具有600N/m至1500N/m、或700N/m至900N/m、或约800N/m的拉伸强度。此类拉伸强度可以特别适合于以下实施例,其中该无定形固体材料被包括在气溶胶发生制品中作为轧制片,适当地处于管的形式。
在一些情况下,该无定形固体可以基本上由胶凝剂、水、气溶胶形成剂材料、调味剂、以及任选地活性物质组成,或由其组成。
在一些情况下,该无定形固体可以基本上由胶凝剂、水、气溶胶形成剂材料、调味剂、以及任选地烟草材料和/或尼古丁源组成,或由其组成。
该无定形固体可以包括一种或多种活性物质和/或调味剂、一种或多种气溶胶形成剂材料、以及任选地一种或多种其他功能材料。
气溶胶发生材料可包括纸重构烟草材料。组合物可以可替换地或附加地包含本文所描述的任何形式的烟草。气溶胶发生材料可包括包含烟草材料的片或切碎片,烟草材料包含按重量计10%与90%之间的烟草叶,其中气溶胶形成剂材料以按该片或切碎片的重量计最高达约20%的量提供,并且该烟草材料的剩余部分包括纸重构烟草。
当所述气溶胶发生材料包括无定形固体材料时,所述无定形固体材料可以是包含薄荷醇的干燥凝胶。在替代实施例中,该无定形固体可以具有如在此描述的任何组合物。
发明人已有利地发现,可以制备包含气溶胶发生材料的改进制品,所述气溶胶发生材料包含第一组分和第二组分,所述第一组分包含可气溶胶化材料的片或切碎片,所述第二组分包含无定形固体,其中材料特性(例如,密度)和规格(例如,厚度、长度和切割宽度)落入在本文中阐述的范围内。
在一些情况下,无定形固体可以具有约0.015mm至约1.0mm的厚度。适合地,该厚度可以是在约0.05mm、0.1mm或0.15mm至约0.5mm或0.3mm的范围内。发明人已经发现,可以使用具有大约0.09mm厚度的材料。该无定形固体可以包括多于一个层,并且在此所述的厚度是指那些层的聚集体厚度。
无定形固体材料的厚度可以使用如本领域技术人员已知的卡尺或显微镜(如扫描电子显微镜(SEM))或本领域技术人员已知的任何其他合适的技术来测量。
发明人已经确定,如果无定形固体太厚,则可能损害加热效率。这可能不利地影响使用中的功耗,例如从无定形固体释放香味的功耗。相反,如果形成气溶胶的无定形固体太薄,则可能难以制造和处理;非常薄的材料可以更难铸造并且可能是易碎的,从而在使用中损害气溶胶的形成。在一些情况下,无定形固体的单个条带或片件在其面积上具有大约0.015的最小厚度。在一些情况下,无定形固体的单个条带或片件在其面积上具有大约0.05mm或大约0.1mm的最小厚度。在一些情况下,无定形固体的单个条带或片件在其面积上具有大约1.0mm的最大厚度。在一些情况下,无定形固体的单个条带或片件在其面积上具有约0.5mm或约0.3mm的最大厚度。
在一些情况下,无定形固体厚度在其整个面积上可以变化不超过25%、20%、15%、10%、5%或1%。
发明人已发现,提供面积密度值彼此相差小于给定百分比的无定形固体材料和可气溶胶化材料的片或切碎片导致在这些材料的混合物中的分离较少。在一些实施例中,无定形固体材料的面积密度可在可气溶胶化材料的面积密度的50%与150%之间。例如,无定形固体材料的面积密度可在可气溶胶化材料密度的60%与140%之间,或可气溶胶化材料的面积密度的70%与110%之间,或可气溶胶化材料的面积密度的80%与120%之间。
在本文所述的实施例中,无定形固体材料可以片形式结合到制品中。可将片形式的无定形固体材料切碎,然后结合到制品中,适当地与可气溶胶化材料,例如本文所述的可气溶胶化材料的片或切碎片混合。
在另外的实施例中,该无定形固体片可以另外地作为平面片、作为聚集的或束状的片、作为卷曲的片、或作为轧制的片(即管的形式)结合。在一些此类情况下,这些实施例的无定形固体可以作为片,例如包围包括可气溶胶化材料的杆的片包括在气溶胶发生制品中。例如,无定形固体片可形成在围绕诸如烟草的可气溶胶化材料的包装材料上。
片形式的无定形固体可以具有任何适合的面积密度,例如从约30g/m2至约150g/m2。在一些情况下,片可以具有约55g/m2至约135g/m2、或约80至约120g/m2、或从约70至约110g/m2、或具体地从约90至约110g/m2、或适当地约100g/m2的每单位面积质量。这些范围可以提供与切碎烟草的密度相似的密度,并且因此可以提供这些物质的混合物,该混合物将不容易分离。当无定形固体材料被包括在气溶胶发生制品中(作为切碎片(本文进一步描述))时,这样的面积密度可能是特别适合的。在一些情况下,片可具有约30-70g/m2、40-60g/m2或25-60g/m2的每单位面积质量,并且可用于包裹可气溶胶化材料,例如本文所述的可气溶胶化材料。
气溶胶发生材料可包含如本文所述的可气溶胶化材料和无定形固体材料的共混物。这种气溶胶发生材料可以在使用中提供具有希望的香味曲线的气溶胶,因为另外的香味可以通过包括在无定形固体材料组分中而引入到气溶胶发生材料中。与直接添加到烟草材料中的调味剂相比,提供在无定形固体材料中的调味剂可以更稳定地保留在无定形固体材料内,导致在根据本公开生产的制品之间更一致的香味曲线。
如上所述,具有至少350mg/cc并且小于约900mg/cc、优选地在约600mg/cc与约900mg/cc之间的密度的烟草材料有利地发现导致气溶胶的更持续释放。为了提供具有一致香味曲线的气溶胶,气溶胶发生材料的无定形固体材料组分应当均匀地分布在整个杆上。发明人有利地发现,这可以通过以下方式来实现:将该无定形固体材料铸造成具有如在此描述的厚度,以便提供具有与烟草材料的面积密度类似的面积密度的无定形固体材料,并且对如在此描述的无定形固体材料进行加工以确保在整个气溶胶发生材料上的均匀分布。
根据本公开的一方面,提供了一种用于制造如本文所述的气溶胶发生材料的方法。
该方法包括将烟草材料、气溶胶形成剂材料、水和粘合剂组合以形成浆料。然后对浆料进行加工以形成包括烟草材料、气溶胶形成剂材料和粘合剂的可气溶胶化材料的片。可通过在表面上形成浆料层并随后干燥浆料以除去至少一些水并形成可气溶胶化材料的片来处理浆料。
可以通过在环境温度和压力(例如,25℃和101kPa)下允许水从浆料中蒸发来除去水。可替换地,可以通过对浆料施加热量(例如,通过将其加热至约25℃)和/或降低浆料周围的大气压力(例如,至小于101kPa)来去除水。
在一些实施例中,该浆料通过将其带式铸造(band casting)来进行加工。
在干燥之后,可将可气溶胶化材料的片切割成可气溶胶化材料的条带或股线。可气溶胶化材料的条带或股线可聚集并形成用于不可燃气溶胶供应系统的制品。在WO 2019/057796中发现了切割可气溶胶化材料片并将其聚集成制品的合适方法。可选地,可气溶胶化材料可在被聚集并形成制品之前被卷曲。
图1示出了可以如何制造在包括气溶胶发生材料的不可燃气溶胶供应系统中使用的物品。在步骤S101,形成包含烟草材料、气溶胶形成剂材料、水和粘合剂的浆料。任选地,此时加入纤维材料(例如木浆/木纤维)。在步骤S102中,在表面上形成浆料层。在步骤S103,在表面上干燥浆料层以形成片或可气溶胶化材料。在步骤S104,将单一厚度的可气溶胶化材料片进给到粉碎装置中。这可以例如通过提供片材料筒(bobbin)来实现,该筒可以连续地送入切碎装置中。可替代地,可将片形式的可气溶胶化材料(例如本领域技术人员已知为标志的片)的离散部分送入切碎装置中。
发明人已经出人意料地发现,与将多片层状材料同时供给到切割装置的常规烟草切割工艺相比,当以单个片厚度切碎时,对于片形式的气溶胶发生材料存在益处。在单次通过中将多个厚度的气溶胶发生材料送入切碎装置往往导致材料在最终气溶胶发生材料中的不均匀分布,因为多个厚度的片材料粘附在一起,导致团块的形成。
在步骤S105,可气溶胶化材料的片被切碎以形成可气溶胶化材料的股线或条带。任选地,可对可气溶胶化材料进行第二切割步骤(未示出),例如在横切型粉碎工艺中,以获得限定的切割长度。
在步骤S106处,将可气溶胶化材料的股线或条带聚集在一起,以形成制品的气溶胶发生部分。
通过改变步骤S102中初始浆料层的厚度以及该材料中烟草材料、气溶胶形成剂以及粘合剂的量,可以调整可气溶胶化材料的片或切碎片的厚度和体积以及面积密度。
根据本发明的方面,提供了一种用于不可燃气溶胶供应系统的制品。所述制品包含如本文所述的气溶胶发生材料。
在本文所述的附图中,相同的附图标记用于示出等效特征、制品或组分。
图2是用在气溶胶递送系统中的制品1的侧截面图。
制品1包括吸嘴2和连接至吸嘴2的气溶胶发生部分。在本实施例中,气溶胶发生部分包括气溶胶发生材料源,其为气溶胶发生材料3的圆柱形杆的形式。在其他实施例中,气溶胶发生部分可以包括用于接收气溶胶发生材料源的腔体。
气溶胶发生材料包括如本文所描述的气溶胶发生材料的多个股线或条带。例如,如本文所描述的,气溶胶发生材料可包括可气溶胶化材料的多个股线或条带以及可选地多个无定形固体的股线或条带。在一些实施例中,气溶胶发生材料由可气溶胶化材料的多个股线或条带组成。
在本实施例中,气溶胶发生材料3的圆柱形杆包括气溶胶发生材料的多个股线和/或条带,并且由包装材料(wrapper)10包围。包装材料10可以是不透湿气的包装材料。
在本实施例中,气溶胶发生材料3的杆具有约22.7mm的圆周。在替代实施例中,气溶胶发生材料3的杆可以具有任何适合的圆周,例如在约20mm与约26mm之间。
制品1被配置成用于不可燃气溶胶供应装置,该不可燃气溶胶供应装置包括用于插入到气溶胶发生部分中的气溶胶发生器。在本实施例中,该气溶胶发生器是加热器,并且该制品被配置成用于将该气溶胶发生器接收在该气溶胶发生材料的杆中。
包围气溶胶发生材料杆的包装材料10可以包括具有大于约40g/m2(gsm),例如大于约30gsm,优选大于约40gsm,更优选大于约50gsm的基重的纤维素基材料。发明人已有利地发现,这种基重给气溶胶发生材料的杆提供改进的刚度。在本实施例中,包装材料10包括包装纸。
由基重大于约30gsm、大于约40gsm或大于约50gsm的包装材料提供的改善的刚度可使得气溶胶发生材料3的杆在使用中(例如当制品插入装置和/或将发热器插入制品中时)在制品经受的力下更耐起皱或其他变形。在以下情况下,提供具有增加的刚性的气溶胶发生材料的杆可以是有益的:气溶胶发生材料3的多个股线或条带在气溶胶发生部分内对齐,使得它们的纵向尺寸与纵向轴线平行对齐,因为气溶胶发生材料的纵向对齐的股线或条带可比当股线或条带不对齐时为气溶胶发生材料的杆提供更小的刚度。气溶胶发生材料的杆的改善的刚度允许制品在使用中承受制品经受的增加的力。
在其他实施例中,包装材料10可选地包括阻隔涂层,以使包装材料的材料基本上不透湿气。例如,已经发现设置在包装材料10上的一层铝箔在增强气溶胶发生材料3内的气溶胶形成方面是特别有效的。例如,可以在包装材料上提供厚度约为4-16μm,例如约为6μm的铝箔层。还可以使用除铝之外的金属层或箔。包装材料的总厚度优选在20μm和90μm之间,更优选在30μm和60μm之间,这可以提供具有适当的结构完整性和热传递特性的包装材料。在包装材料断裂之前可施加到包装材料的拉伸力可大于3,000克力,例如在3,000与10,000克力之间或在3,000与4,500克力之间。
在本实施例中,包装材料10也基本上不透气。在替换实施例中,包装材料10优选地具有小于100个Coresta单位,更优选地小于60个Coresta单位的渗透率。已经发现,低渗透性的包装材料,例如具有小于100个Coresta单位,更优选小于60个Coresta单位的渗透性,导致气溶胶发生材料3中的气溶胶形成的改善。不希望受理论束缚,假设这是由于气溶胶化合物通过包装材料10的损失减少所致。包装材料10的渗透性可根据ISO2965:2009测量,其涉及用作卷烟纸、过滤嘴塞包装纸和过滤嘴连接纸的材料的透气性的测定。
接装纸(tipping paper,水松纸)5被缠绕在吸嘴2的整个长度周围并且在气溶胶发生材料3的杆的一部分上,并且在其内表面上具有粘合剂以连接吸嘴2和杆3。在本实施例中,接装纸5在气溶胶发生材料3的杆上方延伸5mm,但它可以替代地在杆3上方延伸3mm与10mm之间、或更优选地在4mm与6mm之间,以便在吸嘴2与杆3之间提供牢固的附接。接装纸可以具有大于20gsm、例如大于25gsm、或优选地大于30gsm、例如37gsm的基重。已经发现,这些基重范围导致接装纸具有可接受的拉伸强度,同时足够柔性以缠绕制品1并且沿着纸上的纵向搭接缝粘附到其自身上。在本实施例中,接装纸5的外圆周(一旦缠绕在吸嘴2周围)是约23mm。
吸嘴2包括冷却部分8,也称为冷却元件,紧邻气溶胶发生材料源3的下游并邻近气溶胶发生材料源3定位。在本实施例中,冷却部分8与气溶胶发生材料源处于邻接关系。在本实施例中,吸嘴2还包括在冷却部分8下游的材料体6,和在制品1的嘴端处的材料体6下游的中空管状元件4。
冷却部分8包括中空通道,该中空通道具有在约1mm与约4mm之间、例如在约2mm与约4mm之间的内径。在本实施例中,中空通道具有约3mm的内径。中空通道沿着冷却部分8的整个长度延伸。在本实施例中,冷却部分8包括单个中空通道。在替代实施例中,冷却部分可以包括多个通道,例如2、3或4个通道。在本实施例中,单个中空通道是基本上圆柱形的,尽管在替代性实施例中,可以使用其他通道几何形状/横截面。中空通道可提供空间,吸入冷却部分8中的气溶胶可在该空间中膨胀和冷却。在所有实施例中,冷却部分被构造成在使用中限制中空通道的横截面面积,以限制烟草排出到冷却部分中。
水分不可渗透的包装材料10可以与气溶胶发生材料具有较低的摩擦,当气溶胶发生器被插入气溶胶发生材料的杆中时,这可以导致气溶胶发生材料的股线和/或条带更容易地纵向移位到冷却部分中。发明人已经发现,当气溶胶发生器被插入气溶胶发生材料的杆中时,提供紧邻气溶胶发生材料的源并且包括直径在该范围内的内部通道的冷却部分8有利地减小了气溶胶发生材料的股线和/或条带的纵向位移。发明人已经发现,在使用中减小气溶胶发生材料的位移可以有利地导致气溶胶发生材料沿着杆的长度和/或在腔体内的更一致的填充密度,这可以导致更一致且容易控制的气溶胶发生。
当气溶胶发生器被插入气溶胶发生材料3的杆中时,气溶胶发生材料的股线和/或条带可纵向地移位到冷却部分中。发明人已经发现,当气溶胶发生器被插入气溶胶发生材料的杆中时,提供紧邻气溶胶发生材料的源并且包括直径在该范围内的内部通道的冷却部分8有利地减小了气溶胶发生材料的股线和/或条带的纵向位移。发明人已经发现,减小气溶胶发生材料在使用中的位移可以有利地导致气溶胶发生材料沿着杆的长度和/或在腔体内的更一致的填充密度,这可以导致更一致和改进的气溶胶发生。
气溶胶发生材料3的杆和冷却部分8各自具有垂直于制品1的纵向轴线测量的横截面积,由图2中的线X-X轴表示。该冷却部分被配置成使得该冷却部分的截面积的最大百分比由中空内部通道组成,例如小于该截面积的约45%、优选地小于该截面积的30%、更优选地小于该截面积的25%。在本实施例中,约18%的冷却部分的截面积由中空通道组成。
另外地或可替代地,中空内部通道可占据冷却部分的截面积的至少约4%,或至少约6%,或至少约8%。在一些实施例中,中空内部通道占据了冷却部分的截面积的4%和32%之间。
冷却部分8优选地在径向方向上具有壁厚度,该壁厚度可例如使用卡钳来测量。对于冷却部分的给定外径,冷却部分8的壁厚度限定了由冷却部分8的壁围绕的腔体的内径。冷却部分8优选地具有至少约1.5mm并且最高达约2mm的壁厚度。在本实施例中,冷却部分8具有约1.5mm的壁厚度。发明人有利地发现,提供壁厚度在该范围内的冷却部分8通过在气溶胶发生器插入制品中时减少气溶胶发生材料的股线和/或条带的纵向位移,改善了气溶胶发生材料源在使用中在气溶胶发生部分中的保持。
冷却部分8由长丝丝束(filamentary tow)形成。可以使用其他构造,例如具有对接接缝的平行缠绕的多层纸,以形成管状元件8;或作为螺旋缠绕的多层纸、纸板管、使用乳头型(papier-mache type)方法形成的管、模制或挤出的塑料管或类似物。冷却部分8被制造成具有足以承受轴向压缩力和弯曲力矩的刚性,该轴向压缩力和弯曲力矩在制造过程中以及在制品1在使用中时可能出现。
本文所述的长丝丝束材料可包括乙酸纤维素纤维丝束。还可以使用用于形成纤维的其他材料来形成长丝丝束,如聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚己酸内酯(PCL)、聚(1-4-丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二酯-共-对苯二甲酸酯)(PBAT)、基于淀粉的材料、棉、脂肪族聚酯材料以及多糖聚合物或它们的组合。长丝丝束可用适用于丝束的增塑剂增塑,例如三醋精,其中材料是乙酸纤维素丝束,或者丝束可以是非增塑的。丝束可具有任何合适的规格,如具有“束可形或其他截面如“或其形的纤维,单丝旦数(denier value,旦尼尔)为2.5-15单丝旦数,例如8.0-11.0单丝旦数,总旦值为5,000-50,000,例如10,000-40,000。
形成冷却部分8的长丝丝束优选具有大于3的单丝旦数。已经发现这种单丝旦数允许形成不太致密的管状元件4。优选单丝旦数为至少4,更优选至少5。在优选的实施例中,形成中空管状元件4的长丝丝束具有在4和10之间,更优选在4和9之间的/长丝数。在一个实施例中,形成冷却部分8的长丝丝束具有由乙酸纤维素形成并包含18%增塑剂(例如三乙酸甘油酯)的8Y40,000丝束。
冷却部分8的壁材料可以是相对无孔的,使得由气溶胶发生材料3生成的气溶胶的至少90%纵向地穿过一个或多个中空通道,而不是穿过冷却部分8的壁材料。例如,由气溶胶发生材料3生成的气溶胶的至少92%或至少95%可以纵向地穿过该一个或多个中空通道。
优选地,冷却部分8的长度小于约30mm。更优选地,冷却部分8的长度小于约25mm。还更优选地,冷却部分8的长度小于约20mm。此外或者作为替代,冷却部分8的长度优选为至少约10mm。优选地,冷却部分8的长度为至少约15mm。在一些优选实施例中,冷却部分8的长度为约15mm至约20mm,更优选约16mm至约19mm。在本实施例中,冷却部8的长度为19mm。
冷却部分8位于吸嘴2周围并且在吸嘴2内限定气隙,该气隙用作冷却部分。气隙提供腔室,由气溶胶发生材料3生成的加热挥发组分流经该腔室。冷却部分8是中空的,以提供用于气溶胶积聚的腔室,但足够刚性,以承受在制造期间和在使用制品1时可能出现的轴向压缩力和弯曲力矩。冷却部分8提供气溶胶发生材料3和材料体6之间的物理位移。由冷却部分8提供的物理位移将在冷却部分8的长度上提供热梯度。
优选地,吸嘴2包括具有大于110mm3的内部体积的腔体。已经发现提供至少这个体积的腔体能够形成改进的气溶胶。更优选地,吸嘴2包括例如形成在冷却部分8内的腔体,该腔体具有大于110mm3、并且还更优选地大于130mm3的内部体积,从而允许进一步改善气溶胶。在一些实施例中,内腔包括在约130mm3与约230mm3之间的体积,例如,约134mm3或227mm3。
冷却部分8可被配置为提供进入冷却部分8的第一上游端的加热挥发组分与离开冷却部分8的第二下游端的加热挥发组分之间的至少40摄氏度的温度差。冷却部分8优选地被配置为提供进入冷却部分8的第一上游端的加热挥发的组分与离开冷却部分8的第二下游端的加热挥发的组分之间的至少60摄氏度、优选地至少80摄氏度并且更优选地至少100摄氏度的温度差。冷却部分8的整个长度上的这种温度差保护材料体6的温度敏感性使其被加热时免受气溶胶发生材料3的高温。
材料体6和中空管状元件4均限定大致圆柱形的总体外部形状并且共用共同的纵向轴线。材料体6包裹在第一塞包装纸7中。优选地,第一塞包装纸7具有小于50gsm的基重,更优选地在约20gsm和40gsm之间。优选地,第一塞包装纸7具有在30μm与60μm之间、更优选地在35μm与45μm之间的厚度。优选地,第一塞包装纸7是无孔塞包装纸,例如具有小于100个Coresta单位(例如小于50个Coresta单位)的渗透性。然而,在其他实施例中,第一塞包装纸7可以是多孔塞包装纸,例如具有大于200个Coresta单位的渗透性。
优选地,材料体6的长度小于约15mm。更优选地,材料体6的长度小于约12mm。此外,或者可替换地,材料体6的长度为至少约5mm。优选地,材料体6的长度为至少约8mm。在一些优选实施例中,材料体6的长度为约5mm至约15mm,更优选约6mm至约12mm,甚至更优选约6mm至约12mm,最优选约6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。在本实施例中,材料体6的长度是10mm。
在本实施例中,材料体6由长丝丝束形成。在本实施例中,用于材料体6的丝束的单丝旦数(denier per filament)(d.p.f.)为5,总旦数为25,000。在本实施例中,丝束包括增塑的乙酸纤维素丝束。丝束中使用的增塑剂占丝束的约7wt%。在本实施例中,增塑剂是三醋精。在其他实施例中,不同的材料可用于形成材料体6。例如,材料体6可由纸形成,而不是由丝束形成,例如以与已知用于香烟的纸过滤器类似的方式。可替换地,材料体6可由除了醋酸纤维素之外的丝束形成,例如,聚乳酸(PLA)、本文中描述的用于长丝丝束的其他材料或者类似材料。丝束优选由乙酸纤维素形成。丝束(tow),不论是由乙酸纤维素还是其他材料形成的,优选具有至少5的d.p.f.。优选地,为了实现足够均匀的材料体6,丝束具有不大于12d.p.f.,优选不大于11d.p.f,还更优选不大于10d.p.f的单丝旦数。
形成材料体6的丝束的总旦数优选为至多30,000,更优选至多28,000,还更优选至多25,000。这些总旦尼尔值提供了占据吸嘴2的横截面面积的减小比例的丝束,这导致与具有较高总旦尼尔值的丝束相比,吸嘴2上的压降较低。对于材料体6的适当硬度,丝束优选具有至少8,000,更优选至少10,000的总旦数。优选地,单丝旦数为5-12,而总旦数为10,000-25,000。优选地,丝束的长丝的横截面形状是“选地形,尽管在其他实施例中,可以使用具有如本文提供的相同d.p.f.以及总旦尼尔值的其他形状如“其他形长丝。
不管用于形成主体6的材料如何,主体6上的压降可以例如为每mm主体6的长度在0.3和5mmWG之间,例如每mm主体6的长度在0.5mmWG和2mmWG之间。压降可以例如是在0.5与1mmWG/mm长度之间、在1与1.5mmWG/mm长度之间或在1.5与2mmWG/mm长度之间。本体6上的总压降可以例如是在3mmWG与8mWG之间、或在4mmWG与7mmWG之间。主体6上的总压降可以为约5、6或7mmWG。
如图2所示,制品1的吸嘴2包括与气溶胶发生材料3的杆相邻的上游端2a和气溶胶发生材料3的杆远侧的下游端2b。在下游端部2b处,吸嘴2具有由长丝丝束形成的中空管状元件4。有利地发现,这显著降低在吸嘴的下游端部2b处的吸嘴2的外表面的温度,当制品1在使用时,所述吸嘴与消费者的嘴接触。此外,还已经发现管状元件4的使用显著地降低了甚至在管状元件4的上游的吸嘴2的外表面的温度。不希望受理论束缚,假设这是由于管状元件4将气溶胶通道引导为更靠近吸嘴2的中心,并且因此减少热量从气溶胶到吸嘴2的外表面的传递。
中空管状元件4的“壁厚度”对应于管4的壁在径向方向上的厚度。这可以例如使用卡钳来测量。壁厚度有利地大于0.9mm,并且更优选地1.0mm或更大。优选地,壁厚度围绕中空管状元件4的整个壁是基本上恒定的。然而,在壁厚度不是基本上恒定的情况下,在围绕中空管状元件4的任何点处,壁厚度优选地大于0.9mm,更优选地为1.0mm或更大。在本实施例中,中空管状元件4的壁厚度为约1.15mm。
优选地,中空管状元件4的长度小于约20mm。更优选地,中空管状元件4的长度小于约15mm。还更优选地,中空管状元件4的长度小于约10mm。另外地或可替代地,中空管状元件4的长度为至少约5mm。优选地,中空管状元件4的长度为至少约6mm。在一些优选实施例中,中空管状元件4的长度从约5mm至约20mm,更优选地从约6mm至约10mm,甚至更优选地从约6mm至约8mm,最优选地约6mm、7mm或约8mm。在本实施例中,中空管状元件4的长度是7mm。
优选地,中空管状元件4的密度为至少约0.25g/cm3(g/cc),更优选地为至少约0.3g/cc。优选地,中空管状元件4的密度小于大约0.75g/cm3(g/cc),更优选小于0.6g/cc。在一些实施例中,中空管状元件4的密度在0.25和0.75g/cc之间,更优选地在0.3和0.6g/cc之间,并且更优选地在0.4g/cc和0.6g/cc之间或约0.5g/cc。已经发现这些密度提供了由更致密材料提供的改进的硬度与较低密度材料的较低热传递特性之间的良好平衡。为了本发明的目的,中空管状元件4的“密度”是指用任何掺入的增塑剂形成该元件的长丝丝束的密度。该密度可以通过将中空管状元件4的总重量除以中空管状元件4的总体积来确定,其中总体积可使用例如使用卡钳进行的中空管状元件4的适当测量来计算。必要时,可以使用显微镜来测量适当的尺寸。
形成中空管状元件4的长丝丝束优选具有小于45,000,更优选小于42,000的总旦数。已经发现该总旦数允许形成不太致密的管状元件4。优选总旦数为至少20,000,更优选至少25,000。在优选的实施例中,形成中空管状元件4的长丝丝束的总旦数在25,000与45,000之间,更优选在35,000与45,000之间。优选地,丝束的长丝的横截面形状是“选地形,尽管在其他实施例中,可以使用其他形状如“,可形长丝。
形成中空管状元件4的长丝丝束优选具有大于3的单丝旦数。已经发现这种单丝旦数允许形成不太致密的管状元件4。优选单丝旦数为至少4,更优选至少5。在优选的实施例中,形成中空管状元件4的长丝丝束具有在4和10之间,更优选在4和9之间的单丝旦数。在一个实施例中,形成中空管状元件4的长丝丝束具有7.3Y36,000丝束,其由乙酸纤维素形成并包含18%的增塑剂,例如三乙酸甘油酯。
中空管状元件4优选地具有大于3.0mm的内径。比这更小的直径可以导致气溶胶通过吸嘴2至消费者嘴的速度增加超过所期望的速度,使得气溶胶变得太热,例如达到大于40℃或大于45℃的温度。更优选地,中空管状元件4具有大于3.1mm、并且还更优选地大于3.5mm或3.6mm的内径。在一个实施例中,中空管状元件4的内径为约3.9mm。
中空管状元件4优选包括按重量计15%至22%的增塑剂。对于乙酸纤维素丝束,增塑剂优选为三醋精,尽管可使用其他增塑剂如聚乙二醇(PEG)。更优选地,管状元件4包括按重量计从16%至20%的增塑剂,例如约17%、约18%或约19%的增塑剂。
在本实施例中,第一中空管状元件4、材料体6和第二中空管状元件8使用缠绕在所有三个部分周围的第二塞包装纸9来结合。优选地,第二塞包装纸9具有小于50gsm的基重,更优选地在约20gsm与45gsm之间。优选地,第二塞包装纸9具有在30μm与60μm之间、更优选在35μm与45μm之间的厚度。第二塞包装纸9优选地是具有小于100个Coresta单位(例如小于50个Coresta单位)的渗透性的无孔塞包装纸。然而,在替代实施例中,第二塞包装纸9可以是多孔塞包装纸,例如具有大于200个Coresta单位的渗透性。
在本实施例中,制品1具有约23mm的外周。在其他实施例中,制品可以以本文所述的任何形式提供,例如具有15mm至25mm之间的外周。因为制品要被加热以释放气溶胶,所以使用具有在该范围内的较低外周(例如小于23mm的圆周)的制品可以实现改善的加热效率。为了通过加热获得改善的气溶胶,同时保持合适的产品长度,还发现大于19mm的制品圆周特别有效。已经发现,圆周在19mm和23mm之间,更优选在20mm和22mm之间的制品在提供有效的气溶胶递送同时允许有效加热之间提供良好的平衡。
所述制品的通风水平为抽吸通过所述制品的气溶胶的约10%。在替代实施例中,制品可以具有抽吸通过制品的气溶胶的1%至20%,例如1%至12%的通风水平。在这些水平下的通风有助于增加使用者在嘴端2b吸入的气溶胶的一致性,同时帮助气溶胶冷却过程。通风直接提供到制品1的吸嘴2中。在本实施例中,将通风提供到冷却部分8中,已经发现这特别有利于辅助气溶胶发生过程。通风经由穿孔12提供,在当前情况下穿孔12形成为单行激光穿孔,其定位成距吸嘴2的下游嘴端2b 13mm。在替代实施例中,可以提供两排或更多排通风穿孔。这些穿孔穿过接装纸5、第二塞包装纸9和冷却部分8。在替代实施例中,通风可在其他位置处提供到吸嘴中,例如提供到材料体6或第一管状元件4中。优选地,制品被构造成使得穿孔设置为距离制品1的上游端约28mm或更小,优选地距离制品1的上游端20mm至28mm之间。在本实施例中,提供距离制品上游端约25mm的孔。
图2a是另一种制品1另的侧截面视图,该制品1图包括含有胶囊的吸嘴2嘴。图2b是图2a所示的含有胶囊的吸嘴通过其线A-A线的截面图。制品1品和含有胶囊的吸嘴2嘴与图2中所示的制品1和吸嘴2相同,不同的是气溶胶改性剂以胶囊11的形式提供在材料体6内,并且耐油的第一塞包装纸7装围绕材料体6。在其他实施例中,气溶胶改性剂可以以其他形式提供,诸如注射到材料体6中的材料或提供在螺纹上,例如携带香料或其他气溶胶改性剂的螺纹上的材料,其也可以设置在材料体6内。
胶囊11可以包括易碎胶囊,例如具有围绕液体有效载荷的固体易碎壳体的胶囊。在本实施例中,使用单个胶囊11。胶囊11完全嵌入在材料体6内。换言之,胶囊11完全被形成本体6的材料包围。在其他实施例中,多个可破裂胶囊可以布置在材料体6内,例如2、3或更多可破裂胶囊。材料体6的长度可以增加以适应所需的胶囊的数量。在使用多个胶囊的实施例中,单独的胶囊可以彼此相同,或者可以在尺寸和/或胶囊有效载荷方面彼此不同。在其他实施例中,可以提供多个材料体6,其中每个主体包含一个或多个胶囊。
胶囊11具有核-壳结构。换言之,胶囊11包含封装液体试剂(例如香料或其他试剂)的壳体,该液体试剂可以是本文描述的香料或气溶胶改性剂中的任一种。胶囊的壳体可以由用户破裂以将香料或其他试剂释放到材料体6中。第一塞包装纸7装可以包括阻挡涂层以使得塞包装纸的材料对胶囊11的液体有效载荷基本上不可渗透。可替代地或另外地,第二塞包装纸9和/或接装纸5可以包括阻挡涂层以便使得该塞包装纸和/或接装纸的材料对胶囊11的液体有效载荷基本上不可渗透。
在本实施例中,胶囊11为球状,其直径为约3mm。在其他实施例中,可以使用其他形状和尺寸的胶囊。例如,胶囊可以具有小于4mm、或小于3.5mm、或小于3.25mm的直径。在替代实施例中,胶囊可以具有大于约3.25mm,例如大于3.5mm或大于4mm的直径。胶囊11的总重量可以在约10mg至约50mg的范围内。
在本实施例中,胶囊11位于材料体6内的纵向中心位置处。即,胶囊11定位成使得其中心距离材料体6的每个端部5mm。在本实施例中,胶囊的中心位于距离制品1的上游端36mm处。优选地,胶囊位于距离制品1的上游端28mm至38mm之间,更优选地位于距离制品1的上游端34mm至38mm之间。在本实施例中,胶囊定位在距吸嘴2b的下游端12mm。由于胶囊接近在使用中被加热的制品的气溶胶发生部分,在该位置处提供胶囊导致胶囊内容物的挥发改善,同时还足够远离在使用中被插入气溶胶供应系统中的气溶胶发生部分,以使用户能够容易地接近胶囊并用他们的手指将其破裂。
在其他实施例中,胶囊11可以位于材料体6中的除了纵向中心位置之外的位置处,即,比上游端更靠近材料体6的下游端,或比下游端更靠近材料体6的上游端。优选地,吸嘴2嘴构造成使得胶囊11和通风孔12在吸嘴2嘴中彼此纵向偏置。例如,这些通风孔12可以被提供在该胶囊位置的紧邻上游,即。在胶囊位置上游约1mm至约10mm之间。
在本实施例中,围绕气溶胶发生材料的杆的不透湿气的包装材料10包括铝箔。在其他实施例中,包装材料10包括包装纸,任选地包括阻挡涂层以使包装材料的材料基本上不透湿气。已经发现铝箔在增强气溶胶发生材料3内的气溶胶形成方面是特别有效的。在本实施例中,铝箔具有厚度为约6μm的金属层。在本实施例中,铝箔具有纸背衬。然而,在替代安排中,该铝箔可以是其他厚度,例如在4μm与16μm之间的厚度。铝箔也不需要具有纸背衬,但可以具有由其他材料形成的背衬,例如以帮助为箔提供适当的拉伸强度,或者它可以不具有背衬材料。还可以使用除铝之外的金属层或箔。包装材料的总厚度优选在20μm和60μm之间,更优选在30μm和50μm之间,这可以提供具有适当的结构完整性和热传递特性的包装材料。在包装材料破裂之前可施加到包装材料的张力可大于3,000克力,例如在3,000与10,000克力之间或在3,000与4,500克力之间。当所述包装材料包括纸或纸背衬,即基于纤维素的材料时,所述包装材料可具有大于约30gsm,优选大于约40gsm,更优选大于约50gsm的基重。发明人已有利地发现,这种基重给气溶胶发生材料的杆提供改进的刚度。由基重大于约30gsm、大于约40gsm或大于约50gsm的包装材料提供的改善的刚度可使得气溶胶发生材料3的杆在使用中(例如当制品插入装置和/或发热器插入制品中时)在制品经受的力下更耐起皱或其他变形。
当冷却部分8包括在制品1中时,提供具有增加的刚性的气溶胶发生材料的杆可以是有益的,因为如本文所描述的,当冷却部分8具有小于约4mm的内径时,可以增加将制品插入到装置中和/或将气溶胶发生器插入到制品中所需的插入力。气溶胶发生材料的杆的改善的刚度允许制品在使用中承受制品经受的增加的力。
在本实施例中,水分不可渗透的包装材料10对于空气也是基本上不可渗透的。在替换实施例中,包装材料10优选地具有小于100个Coresta单位,更优选地小于60个Coresta单位的渗透率。已经发现,低渗透性的包装材料,例如具有小于100个Coresta单位,更优选小于60个Coresta单位的渗透性,导致气溶胶发生材料3中的气溶胶形成的改善。不希望受理论束缚,假设这是由于气溶胶化合物通过包装材料10的损失减少所致。包装材料10的渗透性可根据ISO 2965:2009测量,其涉及用作卷烟纸、过滤嘴塞包装纸和过滤嘴接合纸的材料的透气性的测定。
气溶胶发生部分包括如本文所描述的气溶胶发生材料。气溶胶发生材料可包括多个气溶胶发生材料的股线或条带。例如,气溶胶发生材料可包括可气溶胶化材料的多个股线或条带和/或无定形固体的多个股线或条带。在一些实施例中,气溶胶发生材料由可气溶胶化材料的多个股线或条带组成。
气溶胶发生材料的多个股线或条带可在气溶胶发生部分内对准,使得它们的纵向尺寸与制品1的纵向轴线X-X轴平行对准。可替代地,股线或条带可大体布置成使得其对准的纵向尺寸横向于制品的纵向轴线。
多个股线或条带的至少约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%可被布置成使得它们的纵向尺寸与制品的纵向轴线平行对准。大多数股线或条带可被布置成使得其纵向尺寸与制品的纵向轴线平行对准。在一些实施例中,多个股线或条带的约95%至约100%布置成使得它们的纵向尺寸与制品的纵向轴线平行对准。在一些实施例中,基本上所有的股线或条带被布置在气溶胶发生部分中,使得它们的纵向尺寸与制品的气溶胶发生部分的纵向轴线平行对准。
发明人已发现,当大多数股线或条带布置在气溶胶发生部分中使得它们的纵向轴线与制品的气溶胶发生部分的纵向轴线平行时,将气溶胶发生器插入到气溶胶发生材料中所需的力可能相对较低。这可能意味着制品更易于使用。
多个股线或条带的纵向尺寸可以与气溶胶发生部分的长度基本上相同。多个股线和/或条带可具有至少约5mm的长度。
如上所述,可选地,气溶胶发生材料包括多个无定形固体材料条带。在气溶胶发生部分包括可气溶胶化材料板的多个股线和/或条带以及多个无定形固体材料条带的情况下,该至少两个组分的材料特性和/或尺寸可以其他方式适当地选择,以确保这些组分的相对均匀的混合是可能的,并且减少在气溶胶发生材料杆的制造过程中或之后这些组分的分离或未混合。
当使用时,气溶胶发生部分可以表现出从约15至约40mm H2O的压降。在一些实施例中,气溶胶发生部分跨气溶胶发生部分的压降为约15mmH2O至约30mmH2O。
气溶胶发生材料在气溶胶发生部分内可以具有在约400mg/cm3与约900mg/cm3之间的填充密度。高于此的填充密度可能使得难以将气溶胶供应装置的气溶胶发生器插入到气溶胶发生材料中并且增大压降。低于400mg/cm3的填充密度可以降低制品的刚性。此外,如果填充密度太低,则气溶胶发生材料可能不能有效地抓握气溶胶供应的气溶胶发生器。
至少约70%体积的气溶胶发生部分填充有气溶胶发生材料。在一些实施例中,从大约75%至大约85%体积的该腔体填充有该气溶胶发生材料。
该制品可以用于不可燃气溶胶供应装置,该不可燃气溶胶供应装置包括用于插入到气溶胶发生材料/消耗品中的气溶胶发生器。
气溶胶发生器是构造成从气溶胶发生材料产生气溶胶的装置。在一些实施例中,该气溶胶发生器是被配置成用于使该气溶胶发生材料经受热能的加热器,以便从该气溶胶发生材料释放一种或多种挥发物以便形成气溶胶。在一些实施例中,气溶胶发生器被配置为使得在不加热的情况下气溶胶从气溶胶发生材料产生。例如,气溶胶发生器可配置成使气溶胶发生材料经受振动、增加的压力或静电能量中的一个或多个。
在图3中,以简化的方式示出了不可燃气溶胶供应装置100的实施例的组分。特别地,不可燃气溶胶供应装置100的元件在图3中未按比例绘制。为了简化图3,省略了与理解该实施例不相关的元件。
如图3所示,不可燃气溶胶供应装置100包括不可燃气溶胶供应装置,该不可燃气溶胶供应装置具有壳体101,壳体101包括用于接收制品1的区域102、102。
区域102被布置为接收制品1。当制品1被接收在区域102中时,至少一部分气溶胶发生材料与加热器103热接近。当制品1完全接收在区域102中时,至少一部分气溶胶发生材料可与加热器103直接接触。气溶胶发生材料可在不同温度下释放一定范围的挥发性化合物。通过控制电加热气溶胶发生系统100的最大操作温度,可以通过防止选定的挥发性化合物的释放来控制不希望的化合物的选择性释放。
如图4所示,在壳体101内存在电能供应器104,例如可再充电锂离子电池。控制器105被连接到加热器103、电能供应器104、以及用户界面106(例如按钮或显示器)。控制器105控制提供给加热器103的电力以调节其温度。通常,将形成气溶胶的基板加热到250至450摄氏度之间的温度。
图5是图3所示类型的不可燃气溶胶供应装置的示意性截面,其中加热器103插入到制品1的气溶胶发生材料3中。该不可燃气溶胶供应装置被示为与气溶胶发生制品1接合,以供使用者消耗气溶胶发生制品1。
不可燃气溶胶供应装置的外壳101限定区域102,区域102为腔体的形式,在近端(或口部端)开口,用于接收气溶胶发生制品1用于消耗。腔体的远端横跨有包括加热器103的加热组件。加热器103由加热器底座(未示出)保持,使得加热器的主动加热区域位于腔体内。当气溶胶发生制品1完全接收在腔体内时,加热器103的主动加热区域位于气溶胶发生制品1的气溶胶发生部分内。
加热器103被配置为插入到气溶胶发生材料3中。加热器103的形状为终止于一点的叶片的形式。即,该加热器具有大于其宽度尺寸的长度尺寸,该宽度尺寸大于其厚度尺寸。加热器的第一面和第二面由加热器的宽度和长度限定。
当制品1被推入腔体中时,加热器的渐缩点(tapered point)与气溶胶发生材料3接合。叶片成形为易于插入气溶胶发生材料3和从其中移除。通过向制品1施加力,加热器渗透到气溶胶发生材料3中。当制品1与不可燃气溶胶供应装置适当地接合时,加热器103被插入气溶胶发生材料3中。当加热器被致动时,气溶胶发生材料3被加热并且产生或逸出挥发性物质。当使用者在吸嘴2抽吸时,空气被吸入制品1中并且挥发性物质冷凝以形成可吸入气溶胶。该气溶胶穿过制品1的吸嘴2并进入使用者的口中。
发明人已发现,气雾发生器可相对容易地插入可气溶胶化材料中。此外,一旦气溶胶发生器被插入可气溶胶化材料中,制品就被牢固地保持。这使得该制品和装置更易于使用并且还更安全,因为该制品在使用过程中可能不太可能从该气溶胶发生器移位。例如,在一些实施例中,将气溶胶发生器插入到制品的气溶胶发生部分中需要小于约100N、小于约90N、小于约80N、小于约70N或小于约60N的力。从装置移除制品所需的力的量可为至少约1.9N、至少约2N、至少约2.1N、至少约2.2。N、至少约2.3N、至少约2.4N、至少约2.5N、至少约2.6N、至少约2.7N、至少约2.8N、至少约2.9N或至少约3N。在一些实施例中,从装置移除制品所需的力的量可小于1N。例如,从装置移除制品所需的力的量可为约0.1N至0.8N。
实施例
实施例1
使用由(Stable Micro Systems)制造的校准的质地分析仪(50kg负载池,20mm探针高度校准,1g接触力)和Exponent软件研究了在可气溶胶化材料片中包括茎部对该片的破裂强度的影响。破裂强度是使用3cm2的可气溶胶化材料片使用5mm的不锈钢球探头来确定的。结果示于表1中。
表1
可以看出,包括茎部增加了可气溶胶化材料片的破裂强度。
实施例2
使用切碎的可气溶胶化片1、“组合物1合、或切碎的可气溶胶化片2、“组合物2合(来自实例1)制造用于在不可燃气溶胶供应装置中使用的十个制品(制品1品造用)。将这些片形成为十个杆状制品的气溶胶发生部分。每个制品具有48mm的总长度和至少98%的圆度(roundness)。
然后,使用由(Stable Micro Systems)制造的校准的质地分析仪和Exponent软件分析将每个制品插入和撤出Philip Morris IQOS装置所需的力。结果示于表2中。
表2
*Philip Morris Heets Amber(卷曲的)
结果表明,对于制品1至10,将气溶胶发生器插入烟草材料中所需的力高于比较制品。然而,去除制品1-10所需的力的量大于比较制品。
实施例3
研究了粘合剂和填充剂的存在和量对片的拉伸强度的影响。制备具有不同水平的粘合剂(瓜尔胶)和填充剂(木浆,非硫处理的)的两片可气溶胶化材料并且结果示于表3中。
使用校准的质地分析仪和Exponent软件(Stable Micro Systems)分析每个片的拉伸强度。该分析仪用40mm的返回距离、5mm/s的返回速度以及0.1g的接触力进行校准。片的宽度为15mm,长度为140mm。在各端折叠各片的25mm。一旦以这种方式折叠,片具有90mm的总长度,在中心具有40mm的单个厚度部分。
表3
可以看出,增加片中粘合剂和填充剂的量增加了其拉伸强度。
本文描述的各种实施例仅用于帮助理解和教导所要求保护的特征而提供。这些实施例仅作为实施例的代表性样本提供,并且不是穷尽的和/或排他性的。应当理解,在此描述的优点、实施方案、实施例、功能、特征、结构、和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本发明的范围的限制或对权利要求的等效物的限制,并且在不脱离要求保护的发明的范围的情况下可以使用其他实施方案并且可以进行修改。除了本文中具体描述的那些之外,本发明的各种实施方式可适当地包括所公开的元件、组分、特征、部件、步骤、装置等的适当组合、由其组成、或基本上由其组成。此外,本公开可以包括目前未要求保护但可以在将来要求保护的其他发明。
Claims (36)
1.一种气溶胶发生材料,包括包含烟草材料、气溶胶形成剂材料以及粘合剂的可气溶胶化材料的片或切碎片,其中所述片或切碎片具有至少约100μm的厚度和从约100g/m2至约250g/m2的面积密度。
2.根据权利要求1所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料的片或切碎片具有约160μm至约290μm的平均厚度。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料的片或切碎片具有至少约4N/15mm的拉伸强度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料的片或切碎片具有至少约75g的破裂强度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料的切碎片包括所述可气溶胶化材料的多个股线或条带。
6.根据权利要求5所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料的股线或条带具有约0.9mm至约2mm之间的宽度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料的片或切碎片包括按所述可气溶胶化材料的重量计总量小于约30%的水和所述气溶胶形成剂材料。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述烟草材料包括按所述可气溶胶化材料的重量计从约50%至约100%的量的层状烟草。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述烟草材料包括按所述可气溶胶化材料的重量计最高达约15%的量的烟草茎。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述气溶胶形成剂材料以按所述可气溶胶化材料的重量计约10%至约25%的量存在。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述烟草材料包括颗粒状烟草,其中所述颗粒状烟草的群体具有至少约100μm的粒度分布(D90)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的气溶胶发生材料,其中所述可气溶胶化材料包括填充剂。
13.根据权利要求12所述的气溶胶发生材料,其中所述填充剂包括纤维材料。
14.根据权利要求13所述的气溶胶发生材料,其中所述纤维材料包括木纤维。
15.一种可气溶胶化材料,包括烟草材料、气溶胶形成剂材料和粘合剂,其中片或切碎片具有至少约100μm的厚度和从约100g/m2至约250g/m2的面积密度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的可气溶胶化材料,其中,所述可气溶胶化材料不是卷曲的。
17.一种用于制造气溶胶发生材料的方法,所述方法包括:
将烟草材料、气溶胶形成剂材料、水和粘合剂结合以形成浆料;以及
加工所述浆料以形成具有至少约100μm的厚度和从约100g/m2至约250g/m2的面积密度的可气溶胶化材料的片。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述方法包括切碎所述片以形成包括所述可气溶胶化材料的多个条带的切碎片。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法,其中加工所述浆料的步骤包括浇铸所述片或挤出所述浆料以形成所述可气溶胶化材料的片。
20.根据权利要求19所述的方法,其中加工所述浆料的步骤包括在带式浇铸机上浇铸所述片。
21.一种根据权利要求17至20中任一项所述的方法生产的气溶胶发生材料。
22.根据权利要求1至6或权利要求21中任一项所述的气溶胶发生材料在不可燃气溶胶供应系统中的用途。
23.一种用于在不可燃气溶胶供应系统中使用的制品,所述制品包括权利要求1至16或权利要求21中任一项所述的气溶胶发生材料。
24.根据权利要求23所述的制品,其中所述制品包括包含所述气溶胶发生材料的气溶胶发生部分。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的制品,其中气溶胶发生部分包括包围所述气溶胶发生材料的包装物。
26.根据权利要求25所述的制品,其中至少约70%体积的所述气溶胶发生部分包括所述气溶胶发生材料。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的制品,其中所述制品配置成使得在使用中跨气溶胶发生部分的压降为约15至约40mm H2O。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的制品,其中所述气溶胶发生材料在气溶胶发生部分中具有在约400mg/cm3至约900mg/cm3之间的填充密度。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的制品,其中所述制品用于不可燃气溶胶供应装置,所述不可燃气溶胶供应装置包括用于插入到气溶胶发生部分中的气溶胶发生器。
30.根据权利要求29所述的制品,其中所述气溶胶发生部分配置成接收所述气溶胶发生器的至少一部分。
31.根据权利要求29或权利要求30所述的制品,其中所述制品配置成使得在使用中当所述气溶胶发生器被所述制品的气溶胶发生部分接收时,所述气溶胶发生器与所述气溶胶发生材料的至少一部分直接接触。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的制品,其中所述制品配置成使得在使用中气溶胶发生器插入到气溶胶发生部分中增加所述气溶胶发生材料的填充密度。
33.根据权利要求28至32中任一项所述的制品,其中所述制品配置成使得在使用中气溶胶发生器插入到所述制品的气溶胶发生部分中需要小于约100N的力。
34.根据权利要求25至33中任一项所述的制品,其中包装物包括包含基于纤维素的材料的包装物材料,其中所述基于纤维素的材料具有大于约40g/m2的基重。
35.一种不可燃气溶胶供应系统,包括权利要求23至34中任一项所述的制品以及不可燃气溶胶供应装置。
36.根据权利要求35所述的不可燃气溶胶供应系统,其中所述不可燃气溶胶供应装置包括气溶胶发生器,所述气溶胶发生器配置成插入到气溶胶发生部分中。
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