TW201345447A - 具有氣溶膠冷卻元件之氣溶膠產生物品 - Google Patents

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Abstract

一種氣溶膠產生物品(10)，包括以桿(11)之形式組合的複數個元件。此複數個元件包含一氣溶膠形成基體(20)、及位於氣溶膠形成基體(20)之下游的一氣溶膠冷卻元件(40)。氣溶膠冷卻元件(40)包括複數個縱向延伸通道且具有在50%與90%之間的朝縱方向之多孔度。一通過氣溶膠冷卻元件(40)的氣溶膠被冷卻，且在某些實施例中，水在氣溶膠冷卻元件(40)中被凝結。

Description

具有氣溶膠冷卻元件之氣溶膠產生物品
本說明書係關於一種氣溶膠產生物品，包括氣溶膠形成基體及用於冷卻由基體形成的氣溶膠的氣溶膠冷卻元件。
氣溶膠產生物品，其中氣溶膠形成基體、如含有煙草的基體被加熱而非燃燒在此技術係為習知。使用氣溶膠產生物品的系統之例子包含，將含有煙草的基體加熱到200℃以上以產率含有尼古丁之氣溶膠的系統。此系統可使用化學或瓦斯加熱器，如以商品名稱Ploom銷售的系統。
使用被加熱的氣溶膠產生物品之系統的主旨係在減少傳統香煙中由於燃燒及煙草的熱分解劣化產率的習知有害之香煙成分。通常，在此種被加熱的氣溶膠產生物品中，氣溶膠係由於熱從熱源傳遞到實體分離的氣溶膠形成基體或材料而產率，此基體可位於熱源之內、周圍、或下游。在氣溶膠產生物品被消耗之時，揮發性化合物藉來自熱源的熱傳遞從氣溶膠形成基體釋出，且隨著抽吸通過氣溶膠產生物品的空氣中飄散。當釋出的化合物被冷卻時，其等被冷凝而形成被消費者吸入的氣溶膠。
習知的香煙燃燒煙草且產率將揮發性化合物釋出的溫度。在正燃燒中的煙草之溫度可到達800℃以上且此高溫將從煙草釋放的煙霧中所含的水之大部分驅離。由傳統香煙產率的主氣流煙霧易被抽煙者感知具有一低 溫，因為其相當乾燥。由於基體被加熱時的較低溫度，藉氣溶膠形成基體之加熱而不燃燒產率的氣溶膠可具有更高的水含量。不論氣溶膠形成之較低溫度，藉此系統產率的氣溶膠氣流能具有比傳統香煙之煙霧有較高的感知溫度。
本說明書係關於一種氣溶膠產生物品及一種使用氣溶膠產生物品的方法。
在一個實施例中，提供一氣溶膠產生物品，包括以一桿形式組合的複數個元件。複數個元件包含一氣溶膠形成基體及位於桿內氣溶膠形成基體之下游一氣溶膠冷卻元件。氣溶膠冷卻元件包括複數個縱向延伸通道且具有朝縱方向在50%與90%之間的多孔度。或者氣溶膠冷卻元件根據其功能可被稱為熱交換器，如在此將進一步說明者。
如在此所使用，名詞「氣溶膠產生物品」係指一種物品，包括一氣溶膠形成基體，其可釋放能形成氣溶膠之揮發性化合物。一氣溶膠產生物品可為非可燃性之氣溶膠產生物品，其係不必燃燒氣溶膠形成基體而能釋放揮發性化合物的物品。氣溶膠產生物品可為被加熱的氣溶膠產生物品，其包括一氣溶膠形成基體，其設計被加熱而非燃燒，以釋放可形成氣溶膠的揮發性化合物。被加熱的氣溶膠產生物品可包括裝在氣溶膠產生物品上的加熱手段形成部，或可被構成與一分離的氣溶膠產生裝置之外部加熱器形成部互相作用。
一氣溶膠產生物品可為一抽吸物件，其可產率氣溶膠而通過使用者的口直接吸入使用者的肺部。一氣溶膠產生物品可類似習知的抽吸物件如香煙且可包括煙草。一氣溶膠產生物品可為可捨棄式。或者，一氣溶膠產生物品可為部分可再使用，且包括可補充或可更換的氣溶膠形成基體。
如在此所使用者，名詞「氣溶膠形成基體」係關於一基體，其可釋出能形成氣溶膠的揮發性化合物。此揮發性化合物可藉加熱氣溶膠形成基體而被釋出。一氣溶膠形成基體可被吸附、塗佈、含浸或者承載到一載體或支撐體上。一氣溶膠形成基體可方便地為氣溶膠產生物品或抽吸物件的部分。
一氣溶膠形成基體可包括尼古丁。一氣溶膠形成基體可包括煙草，如可包括含有揮發性煙草氣味化合物之含煙草材料，此煙草氣味化合物在加熱時從氣溶膠形成基體釋出。在較佳實施例中，氣溶膠形成基體可包括均質化煙草材料，例如鑄葉煙草(cast leaf tobacco)。
如在此所使用，「氣溶膠產生裝置」係關於一裝置，其與氣溶膠形成基體互相作用以產率氣溶膠。氣溶膠形成基體可形成氣溶膠形成物品之部分，例如一抽吸物件之部分。氣溶膠產生裝置可包括一或多個元件，用於從電源供應能量到氣溶膠形成基體，以產率氣溶膠。
氣溶膠產生裝置可被稱為一被加熱之氣溶膠產生裝置，其係包括一加熱器的氣溶膠產生裝置。加熱器較佳為用來加熱一氣溶膠形成物品之氣溶膠形成基體，以產 率氣溶膠。
一氣溶膠產生裝置可為電力加熱型之氣溶膠產生裝置，其係包含由電力作用之加熱器的氣溶膠產生裝置，其將一氣溶膠形成物之氣溶膠形成基體加熱以產率氣溶膠。一氣溶膠產生裝置可為瓦斯加熱型之氣溶膠產生裝置。一氣溶膠產生裝置可為抽吸裝置，其與一氣溶膠形成物之氣溶膠形成基體相互作用以產率氣溶膠，此氣溶膠可通過使用者的口直接吸入使用者的肺部。
如在此所使用，「氣溶膠冷卻元件」係關於一位於氣溶膠形成基體之下游的氣溶膠產生物品之元件，使得在使用時，從氣溶膠形成基體釋放的揮發性化合物所形成的氣溶膠在被使用者吸入之前通過氣溶膠冷卻元件且被其冷卻。較佳為，氣溶膠冷卻元件係安裝於氣溶膠形成基體與嘴件之間。氣溶膠冷卻元件具有大的表面積，但是造成低的壓力降。產率高的壓力降之濾嘴及其他嘴件，例如從成束的纖維形成的濾嘴不被認為係氣溶膠冷卻元件。在氣溶膠產生物品內之容室及空室不被認為係氣溶膠冷卻元件。
如在此所使用，名詞「桿」係用來表示通常大致為圓形、卵形或橢圓形橫截面的圓柱形元件。
複數個縱向延伸之通道可由已經起皺、打摺、聚集或摺疊以形成通道的片材形成。複數個縱向延伸之通道可藉已經打摺、聚集或摺疊以形成多數個通道的單片材料形成。片材亦可已經被起皺。或者，複數個縱向延伸之通道可由已經起皺、打摺、聚集或摺疊以形成多數個 通道的多個片材形成。
如在此所使用，名詞「片」係指層狀元件，具有大致大於其厚度的寬度及長度。
如在此所使用，名詞「縱向」係指沿著、平行於桿之圓柱軸心延伸之方法。
如在此所使用，名詞「起皺」係表示具有複數個大致平行的突脊或波浪的片材。較佳為，當氣溶膠產生物品已經被組合時，大致平行的突脊或波浪相對於桿係延伸於縱向。
如在此所使用，名詞「聚集」、「打摺」、「摺疊」係表示片材係被旋繞、摺疊、或者壓縮或大致橫向於桿之圓柱軸心被限縮。一片材可在被聚集、打摺、摺疊之前被起皺。一片材可被聚集、打摺、摺疊而不需要事前的起皺。
氣溶膠冷卻元件可具有一總表面積在每厘米長度300mm2與每厘米長度1000mm2之間。氣溶膠冷卻元件或者可被稱為一熱交換器。
氣溶膠冷卻元件較佳為對通過桿的空氣提供一低的阻力。較佳為，氣溶膠冷卻元件大致不影響抽吸氣溶膠產生物品時的阻力。抽吸的阻力(RTD)係迫使空氣於22℃及101kPa(760托爾)在測試時以17.5m/sec通過所需的壓力。RTD通常以mmH2O之單位表示且依照ISO6565：2011測量。因而，較佳為從氣溶膠冷卻元件之上游端到氣溶膠冷卻元件之下游端有低的壓力降。為了達成此，較佳為朝縱方向的多孔度大於50%且通過氣溶 膠冷卻元件的空氣流係相當地不受約束。氣溶膠冷卻元件之縱向多孔度係定義為：形成氣溶膠冷卻元件之材料的橫截面積與氣溶膠產生物品在含有氣溶膠冷卻元件的部分之橫截面積的比值。
名詞「上游」及「下游」可用來說明氣溶膠產生物品之元件的相對位置。為簡化起見，如在此使用的名詞「上游」及「下游」係指沿著抽吸物件之桿且關於氣溶膠被抽吸通過桿的方向。
較佳為，通過氣溶膠冷卻元件的空氣流在相鄰的通道之間並不偏離到很大的程度。換言之，較佳為通過氣溶膠冷卻元件的空氣流係沿縱通道之縱向而沒有很大的徑向偏離。在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件係由具有低的多孔度、或除了縱向延伸通道外大致無多孔度的材料製成。即，用於形成縱向延伸通道的材料，例如起皺及聚集之片材，具有低的多孔度或大致無多孔度。
在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件包括一選自包含：金屬箔、聚合板、及一大致非多孔的紙或紙板之群中的片材。在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件包括一選自包含：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、醋酸纖維素及鋁箔之群中的片材。
在消耗之後，氣溶膠產生物品通常被捨棄。若製成氣溶膠產生物品的元件係生物可分解的話係有利的。因而，使氣溶膠冷卻元件由生物可分解的材料，例如非多孔性紙或如聚乳酸或Mater-Bi®(澱粉基共聚乙烯之商品家族)之生物可分解聚合物製成的話係有利的。在某些實 施例中，整體氣溶膠產生物品係生物可分解或可堆肥。
期望氣溶膠冷卻元件具有高的總表面積。因而，在較佳實施例中，氣溶膠冷卻元件由已被起皺，然後摺起、聚集或摺疊以形成通道。當在元件之給定體積中有更多摺疊或打摺時，則氣溶膠冷卻元件之總表面積越高。在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件可由具有在約5微米與約500微米之間的厚度之材料製成，例如在約10微米與約250微米之間。在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件具有在每厘米長度約300平方厘米(mm2/mm)與每厘米長度約1000平方厘米(mm2/mm)之間的總表面積。換言之，對氣溶膠冷卻元件在縱向之每厘米長度約有300平方厘米與約1000平方厘米之間的總表面積。較佳為，總表面積約為每mm約為500 mm2/mm。
氣溶膠冷卻元件可由具有在每毫克約10平方厘米(mm2/mg)與每毫克約100平方厘米(mm2/mg)之間的比表面積的材料製成。在某些實施例中，比表面積可為約35 mm2/mg。
比表面積可由採取一具有已知寬度及厚度的材料決定。例如，材料可為具有平均厚度為有50±2微米的PLA材料。在材料亦有已知寬度例如在約200mm與約250mm之間時，可計算出比表面積及密度。
當含有水蒸汽之一部分的氣溶膠被抽吸通過氣溶膠冷卻元件時，水蒸汽之某些會在形成通過氣溶膠冷卻元件的縱向延伸通道之表面上凝結。若水凝結時，較佳為凝結水之水滴在氣溶膠冷卻元件之表面上維持水滴之形 式而非被吸收到形成氣溶膠冷卻元件之材料內。因而，較佳為形成氣溶膠冷卻元件之材料大致為非多孔性或大致為非吸水性。
氣溶膠冷卻元件可作用，以將由於熱傳遞而被抽吸通過元件的氣溶膠流動之溫度加以冷卻。氣溶膠之成分與氣溶膠冷卻元件互相作用且失去熱能。
氣溶膠冷卻元件可作用，以將藉著進行從氣溶膠流動消耗熱能的相變化而被抽吸通過元件的氣溶膠流之溫度加以冷卻。例如，形成氣溶膠冷卻元件的材料可進行如需要熱能之吸收的熔解或玻璃轉變之相變化。若元件被選擇以使其在氣溶膠進入氣溶膠冷卻元件時的溫度進行此種吸熱反應，然後反應將消耗來自氣溶膠流的熱能。
氣溶膠冷卻元件可作用，以降低藉著使例如來自氣溶膠流之水蒸汽的成分之凝結而抽吸通過元件的氣溶膠流之感知溫度。由於凝結，氣溶膠流在通過氣溶膠冷卻元件之後更乾燥。在某些實施例中，被抽吸通過氣溶膠冷卻元件的氣溶膠流之水蒸汽含量可被降低到約20%與約90%之間。使用者可能感知到此氣溶膠之溫度比相同實際溫度之更濕的氣溶膠更低。因而，在使用者之口中，氣溶膠之感覺可更靠近由習知香煙之煙霧流提供的感覺。
在某些實施例中，當氣溶膠流被抽吸通過氣溶膠冷卻元件時，氣溶膠流之溫度可被降低超過10℃。在某些實施例中，當氣溶膠流被抽吸通過氣溶膠冷卻元件時，氣溶膠流之溫度可被降低超過15℃或超過20℃。
在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件在抽吸通過元件的氣溶膠移除一個比例之水蒸汽含量。在某些實施例中，當氣溶膠在抽吸通過氣溶膠冷卻元件時，一個比例之揮發性物質科從氣溶膠流被移除。例如，在某些實施例中，當氣溶膠在抽吸通過氣溶膠冷卻元件時，一比例之酚化合物可從氣溶膠流被移除。
酚化合物可藉著與形成氣溶膠冷卻元件之材料互相作用而移除。例如，酚化合物可(例如酚及甲酚)可被形成氣溶膠冷卻元件之材料吸附。
酚化合物可藉著與在氣溶膠冷卻元件內凝結之水滴互相作用而移除。
較佳為，超過50%之主氣流酚產率(yield)被移除。在某些實施例中，超過60%之主氣流酚產率被移除。在某些實施例中，超過75%、或超過80%或超過90%之主氣流酚產率被移除。
如上所述，氣溶膠冷卻元件可從已經被起皺、摺起、聚集或摺疊成一個元件而用以形成複數個縱向延伸之通道的適當材料薄片製成。此一氣溶膠冷卻元件之橫截面輪廓可顯示通道係散亂地定向。氣溶膠冷卻元件可由其他手段製成。例如，氣溶膠冷卻元件可由一束縱向延伸的管製成。氣溶膠冷卻元件可藉著將適當材料加以擠出、模製、疊層、射出、切絲而製成。
氣溶膠冷卻元件可包括一包含或定位縱向延伸通道的外管或包材。例如，已被打摺、聚集、或摺疊的片材可被包在一包材、例如一口嚼包材中，以形成氣溶膠冷 卻元件。在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件包括一片起皺的材料，其被聚集成一桿狀且被以如濾紙之包材包紮。
在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件被形成具有約7mm與約28mm之間的長度之桿狀。例如，氣溶膠冷卻元件可具有約18mm之長度。在某些實施例中，氣溶膠冷卻元件可具有大致圓形橫截面及約5mm至約10mm的直徑。例如，氣溶膠冷卻元件可具有約7mm之直徑。
氣溶膠形成基體可為固體之氣溶膠形成基體。或者，氣溶膠形成基體可包括固體或液體成分兩者。氣溶膠形成基體可可包括含有煙草的材料，此材料含有在加熱時從氣溶膠形成基體釋出的揮發性煙草氣味之化合物。或者，氣溶膠形成基體可包括非煙草材料。氣溶膠形成基體可另外可包括氣溶膠形成劑。適當的氣溶膠形成劑為甘油或丙二醇。
若氣溶膠形成基體為固體的氣溶膠形成基體時，固體氣溶膠形成基體可包括例如下列之一或多種：粉末、顆粒、丸、碎片、套管、含有：藥草葉、煙草葉、煙草梗之片斷、重組之煙草、加工煙草、均質化煙草、擠出煙草及膨脹後煙草中之一或多種的切條或切片。固體的氣溶膠形成基體可為鬆散的型式，或可設置在適當的容器或匣中。例如，固體氣溶膠形成基體之氣溶膠形成材料可被包含在紙或包材中，且具有塞子之形式。在氣溶膠形成基體為塞子形式之情況時，包含任何包紙的整體塞子被認為係氣溶膠形成基體。
隨意地，固體氣溶膠形成基體可包含額外的煙草或 非煙草揮發性氣味化合物，其在基體之加熱時被釋出。固體氣溶膠形成基體亦可包含膠囊，其例如含有額外的煙草或非煙草揮發性氣味化合物，且此膠囊在固體氣溶膠形成基體之加熱期間會熔解。
隨意地，固體氣溶膠形成基體可被設在或埋入在熱穩定載體中。載體可採取粉末、顆粒、丸、碎片、套管、切條或切片之型式。固體氣溶膠形成基體能以例如片狀、泡沫、膠體或泥漿狀沈積在載體的表面，或者能以圖案沈積，以便在使用時提供一非均勻的氣味釋出。
氣溶膠產生物品之元件較佳為藉一適當的包材例如一香煙紙而組合。香煙紙可為任何適當的材料用於包紮以桿之形式之氣溶膠產生物品的成分。當物品被組合且將其等保持在桿內之位置時，香煙紙必須將氣溶膠產生物品之成分元件包緊。適當的材料在本技術中係為習知。
氣溶膠冷卻元件為具有氣溶膠形成基體之被加熱氣溶膠產生物品的成分零件時特別有利，此氣溶膠形成基體由具有或包括以乾重基(dry weight basis)計為大於5%之氣溶膠形成劑含量的均質化煙草材料形成。例如，均質化煙草材料可具有乾重為基的重量在5%與30%之間的氣溶膠形成劑含量。從此種氣溶膠形成基體產率的氣溶膠可被一使用者感知具有特別高的溫度及使用高的表面積。低RTD的氣溶膠冷卻元件可降低氣溶膠之感知溫度到使用者可接受的水平。
氣溶膠產生物品在形狀上大致為圓柱形。氣溶膠產生物品可具有一長度及大致垂直於長度的圓周。氣溶膠 形成基體在形狀上大致為圓柱形。氣溶膠形成基體可為狹長形。氣溶膠形成基體亦可具有一長度及大致垂直於長度的圓周。氣溶膠形成基體可被容納在氣溶膠產生裝置中，使得氣溶膠形成基體之長度大致與氣溶膠產生裝置中之空氣流方向平行。氣溶膠冷卻元件可大致為狹長形。
氣溶膠產生物品可具有在約30mm與約100mm之間的總長度。氣溶膠產生物品可具有在約5mm與約12mm之間的外徑。
氣溶膠產生物品可包括一濾嘴或嘴件。濾嘴可被安裝於氣溶膠產生物品的下游端。濾嘴可為醋酸纖維素濾嘴塞。濾嘴在一個實施例中的長度為約7mm，但是可具有約5mm與約10mm之間的長度。氣溶膠產生物品可包括一位於氣溶膠形成基體之下游的隔離元件。
在一個實施例中，氣溶膠產生物品具有約45mm之總長度。氣溶膠產生物品可具有約7.2mm之外徑。又，氣溶膠形成基體可具有約10mm之總長度。或者，氣溶膠形成基體可具有約12mm之總長度。又，氣溶膠形成基體之直徑可在約5mm與約12mm之間。
在一個實施例中，提供組合一含有以桿之形式組合的複數個元件之氣溶膠產生物品的方法。複數個元件包含一氣溶膠形成基體及位於桿內之氣溶膠形成基體之下游的一氣溶膠冷卻元件。
在某些實施例中，氣溶膠之甲酚含量在其被抽吸通過氣溶膠冷卻元件時被降低。
在某些實施例中，氣溶膠之酚含量在其被抽吸通過氣溶膠冷卻元件時被降低。
在某些實施例中，氣溶膠之水分含量在其被抽吸通過氣溶膠冷卻元件時被降低。
在一個實施例中，提供使用一包括以桿之形式組合的複數個元件之氣溶膠產生物品的方法。複數個元件包含一氣溶膠形成基體及位於桿內之氣溶膠形成基體之下游的一氣溶膠冷卻元件。此方法包括：加熱氣溶膠形成基體以釋出氣溶膠且吸入氣溶膠的步驟。氣溶膠通過氣溶膠冷卻元件被吸入且在被吸入之前降低溫度。
關於本說明書之一個實施例所述之特徵亦可被應用到其他實施例。
第1圖係顯示一實施例的氣溶膠產生物品10。氣溶膠產生物品10包括四個元件：一氣溶膠形成基體20、一中空醋酸纖維素管30、一氣溶膠冷卻元件40、一口部濾嘴50。此等四個元件係依序地配置且同軸地對齊且藉一香煙紙60組合以形成一桿11。桿11具有嘴端12，使用者在使用時將此嘴端插入口中；及一遠端13，位於桿11上與嘴端12相對。位於嘴端12與遠端13之間的元件可被稱為嘴端12之上游或遠端13之下游。
當組合時，桿11為約45厘米長且具有直徑為約7.2厘米及內徑為約6.9mm。
氣溶膠形成基體20位於中空管30之上游且延伸到桿11之遠端13。在一個實施例中，氣溶膠形成基體20 包括一束包在濾紙(未圖示)中的起皺鑄葉煙草而形成煙塞。鑄葉煙草包括添加物，含有甘油作為氣溶膠形成添加物。
中空醋酸纖維素管30位於氣溶膠形成基體20之正下游且由醋酸纖維素製成。管30之一個功能係將氣溶膠形成基體20定位成朝向桿21之遠端23，使得其可與加熱元件接觸。當加熱元件被插入氣溶膠形成基體30時，中空管30作用在防止氣溶膠形成基體20沿著桿11朝向嘴端12。中空管30亦作為一隔離元件而將氣溶膠冷卻元件40與氣溶膠形成基體20隔離。
氣溶膠冷卻元件40具有約18mm之長度，外徑約7.12mm，及內徑為6.9mm。在一個實施例中，氣溶膠冷卻元件40係由具有厚度為50mm±2mm的聚乳酸片材形式。聚乳酸片材已經被起皺且聚集以形成複數個沿著氣溶膠冷卻元件40之長度延伸之通道。氣溶膠冷卻元件之總表面積為8000 mm2與9000mm2之間，其係相當於氣溶膠冷卻元件40之每mm長度約500 mm2。氣溶膠冷卻元件40之比表面積為約2.5 mm2/mg且其具有60%與90%之間的沿縱向之多孔度。聚乳酸在使用者時係被保持在160℃或以下的溫度。
多孔度在此係定義作為在包含與在此已敘述的一種相符合的氣溶膠冷卻元件之桿中的未充填空間之量度。例如，若桿11之直徑為元件之50%未充填的話，多孔度則為50%。同樣地，若內徑完全未充填時則多孔度為100%，若完全充填時多孔度為0%。多孔度可使用已知 方法計算。
如何計算多孔度之一個例示在此將提供且顯示在第11A,11B及11C圖中。當氣溶膠冷卻元件40由一具有厚度(t)及寬度(w)的片材1110形成時，以片材1110之一邊1100表示之橫截面積係為寬度乘以厚度。在片材具有厚度50微米(±2微米)且寬度為230mm之一特定實施例中，橫截面積係約為1.15×10-5 m2(此被表示為第1面積)。一例示具標示厚度及寬度的起皺材料被顯示於第11圖中。以例示之桿1200亦被顯示具有直徑(d)。桿之內面積1210以公式表示為(d/2)2π。假定最後圍住材料的桿之內徑為6.9mm，未充填空間之面積可算出約為3.74×10-5 m2(此被表示為第2面積)。
包括氣溶膠冷卻元件40之起皺或未起皺材料隨後被聚集或摺疊且被拘限在桿之內徑內第11B圖)。根據上述例子，第1與第2面積之比例約為0.308。此比例乘以100且從100%減去而得到多孔度，對在此之特定圖例之多孔度約為69%。清楚地，一片材之厚度及寬度可改變。同樣地，桿之內徑可改變。
在本技術中具通常知識者現在應很清楚，在具有已知的材料厚度及寬度下，除了桿之內徑外，多孔度能以上述方式計算。從而，在片材具有已知厚度及寬度，且沿著長度被起皺及聚集之下，被材料充填的空間可被決定。未充填的空間例如可取桿的內徑來計算。桿內之多孔度或未充填的空間可隨後算出為桿內空間之總面積的百分比。
聚乳酸之已起皺及聚集的片材被包紮在一濾紙41內以形成氣溶膠冷卻元件40。
口部濾嘴50係由醋酸纖維素形成的傳統口部濾嘴，且具有45厘米之長度。
如上說明的四個元件藉緊密地包在香煙紙60內組合。紙60與元件之每一個之間的干涉將元件定位且形成氣溶膠產生物品10之桿11。
雖然上面說明且顯示於第1圖之特定實施例具有組合在香煙紙中之4個元件，但明顯地，氣溶膠產生物品可具有額外的元件或較少的元件。
第1圖中顯示的氣溶膠產生物品係設計成與一氣溶膠產生裝置(未圖示)接合以便被抽吸消耗。此一氣溶膠產生裝置包含用於加熱氣溶膠形成基體20的手段到一充分的溫度以產率氣溶膠。通常，氣溶膠產生裝置可包括一圍住與氣溶膠形成基體20鄰接的氣溶膠產生物品的加熱元件，或一被插入氣溶膠形成基體20內之加熱元件。
一旦與一氣溶膠產生裝置接合時，一使用者在氣溶膠產生物品10抽吸且氣溶膠形成基體20被加熱到約375℃的溫度。在此溫度時，揮發性化合物被釋出。此等化合物凝結以形成氣溶膠，其被抽吸通過桿11而朝向使用者之口。
氣溶膠被抽吸通過氣溶膠冷卻元件40。當氣溶膠通過氣溶膠冷卻元件40時，由於熱能被傳遞到氣溶膠冷卻元件40，氣溶膠的溫度會降低。又，水滴從氣溶膠凝結 出，且吸附到通過氣溶膠冷卻元件40形成的縱向延伸通道之內表面。
當氣溶膠進入氣溶膠冷卻元件40時，其溫度約為60℃。由於在氣溶膠冷卻元件40內之冷卻，氣溶膠從氣溶膠冷卻元件40跑出時之溫度約為40℃。又，氣溶膠之水分含量會降低。視形成氣溶膠冷卻元件40的材料而定，氣溶膠之水分含量會從0至90%之間的任何處減少。例如，當元件40包括聚乳酸時，水分含量並不顯著地減少，即減少約為0%。對照於此，當澱粉基體料如Mater-Bi®被用來製成元件40時，減少量約為40%。現在對本技術中有通常知識者當知，通過包括元件40之材料的選擇，氣溶膠之水分含量可被選定。
藉著加熱一煙草基的基體形成的氣溶膠，通常包括酚化合物。使用與在此討論的實施例吻合之氣溶膠產生物品可降低酚及甲酚之位準達90%至95%。
第2圖顯示氣溶膠產生物品之第2實施例。第1圖中之物品係設計為與一氣溶膠產生裝置結合而消耗，而第2圖中之物品包括一可燃性熱源80，其可被點燃且將熱傳遞到氣溶膠形成基體20以形成可吸入的氣溶膠。可燃性熱源80係木炭元件，其被組合成與桿11之遠端13處的氣溶膠形成基體附近。第2圖中之物品10被構成可使空氣流入桿11內且在被使用者吸入之前被流動通過氣溶膠形成基體20。與第1圖之元件大致相同的元件賦予相同的符號。
上述之實施例並非限制性。由於上述之實施例，熟 於本技術者才能明白與上述之實施例吻合的其他實施例。
下列的例子記錄在含有一氣溶膠冷卻元件的氣溶膠產生物品之特定實施例上執行的試驗期間獲得的試驗結果。抽吸之條件及抽吸機器規格訂定在ISO標準3308(ISO 3308：2000)中。調節及試驗的環境訂定在ISO標準3402中。酚係使用劍橋(Cambridge)過濾墊收集。酚化合物、鄰苯二酚、對苯二酚、酚、o-、m-及p-甲酚之定量測定係利用LC-螢光進行。
例1本試驗被進行，以評估包含與一電加熱之氣溶膠產生裝置一起使用的氣溶膠產生物品中之已起皺且已聚集之聚乳酸(PLA)氣溶膠冷卻元件的效果。本試驗調查氣溶膠冷卻元件在每個噴煙主氣流之氣溶膠溫度上的效果。與一不含氣溶膠冷卻元件之基準氣溶膠產生物品的比較研究被提供。
材料及方法氣溶膠產率之運轉在加拿大衛生部吸煙類型下執行：進行15次抽煙，每次的體積為55mL且抽煙期間為2秒，且有30秒之抽煙間隔。在進行運轉之前及之後進行5次空白的抽吸。
預加熱時間為30秒。在試驗期間，試驗室情況為(60±4)%相對濕度(RH)且溫度為(22±1)℃。
物品A係具有PLA氣溶膠冷卻元件之氣溶膠產生物品。物品B係不具有氣溶膠冷卻元件之基準氣溶膠產生物品。
氣溶膠冷卻元件係由可繼續生長的植物資源所製成 且在商品名稱Ingeo®(Sidax，比利時)的EarthFirst® PLA Blown Clear Packaging Film之30μm厚的片材製成。針對主氣流之氣溶膠溫度測定，每個樣品測定5個複製。
結果從物品A及物品B採取的每次噴煙之平均主氣流的氣溶膠溫度顯示在第3圖中。物品A及物品B之噴煙第1號的內噴煙主氣流溫度曲線被顯示在第4圖。
例2本試驗被進行，以評估包含與一電加熱之氣溶膠產生裝置一起使用的氣溶膠產生物品中之已起皺且已聚集之澱粉基共聚物氣溶膠冷卻元件的效果。本試驗調查氣溶膠冷卻元件在每個噴煙主氣流之氣溶膠溫度上的效果。與一不含氣溶膠冷卻元件之基準氣溶膠產生物品的比較研究被提供。
材料及方法.氣溶膠產率之運轉在加拿大衛生部吸煙類型下執行：進行15次噴煙，每次的體積為55mL且噴煙期間為2秒，且有30秒之噴煙間隔。在進行運轉之前及之後進行5次空白的抽吸。
預加熱時間為30秒。在試驗期間，試驗室情況為(60±4)%相對濕度(RH)且溫度為(22±1)℃。
物品C係具有澱粉基共聚物氣溶膠冷卻元件之氣溶膠產生物品。物品D係不具有氣溶膠冷卻元件之基準氣溶膠產生物品。
氣溶膠冷卻元件係長度為25mm且由澱粉基共聚酯化合物製成。針對主氣流之氣溶膠溫度測定，每個樣品測定5次複製。
結果平均主氣流的氣溶膠溫度及針對兩系統(物品C 及物品D)之其標準偏差係顯示在第5圖中。
基準系統物品D之每次噴煙主氣流之氣溶膠溫度的噴煙係以似線性方式減少。最高溫度在噴煙1及2的期間到達(約57-58℃)，而最低溫度在噴煙14及15的期間之抽吸運轉的終點被測量，且都在45℃以下。澱粉基共聚酯化合物之起皺且聚集的氣溶膠冷卻元件顯著地降低主氣流之氣溶膠溫度。顯示在此特定例中的平均氣溶膠溫度降低為約18℃，最大之降低係在第1號噴煙期間的23℃且最小的降低係在第3號噴煙期間的14℃。
例3.在此例中，聚乳酸氣溶膠冷卻元件在每個噴煙主氣流之氣溶膠尼古丁及甘油的位準上的效果被調查。
材料及方法.每次噴煙尼古丁及甘油之釋出的噴煙藉著氣相層析儀/飛行時間質譜儀(GC/MS-TOF)測量。運轉係依例1所說明的方式進行。物品A及B係如例1所述。
結果物品A及物品B之每次噴煙釋放的尼古丁及甘油噴煙係顯示在第6及7圖中。
例4.在此例中，澱粉基共聚酯氣溶膠冷卻元件在每個噴煙主氣流之氣溶膠尼古丁及甘油的位準上的效果被調查。
材料及方法.每次噴煙尼古丁及甘油之釋出的噴煙藉著GC/MS-TOF測量。運轉係依例2所說明的方式進行。物品A及B係如例1所述。
結果每次噴煙尼古丁及甘油之釋出係顯示在第8及9圖中。以澱粉基共聚酯化合物之起皺濾嘴的總尼古丁 產率係為0.83mg/香煙(σ=0.11mg)及1.04 mg/香煙(σ=0.16mg)。尼古丁產率之降低係清楚地在第8圖中可見，且主要產率在噴煙3及8中。澱粉基共聚酯化合物氣溶膠冷卻元件之使用減少每次噴煙尼古丁產率之噴煙的可變化性(具起皺濾嘴cv=38%，不具起皺濾嘴cv=52%)。每單次噴煙之最大尼古丁產率在具氣溶膠冷卻元件時為80μg，不具氣溶膠冷卻元件時為高至120μg。
例5.在此例中，聚乳酸氣溶膠冷卻元件在總主氣流之氣溶膠酚之產率上的效果被調查。此外，提供聚乳酸氣溶膠冷卻元件在主氣流之氣溶膠酚之產率的效果與國際基準香煙3R4F在尼古丁基上作比較。
材料及方法.執行對酚的分析。每個原型之複製數目為4。實驗室條件及試驗類型係如例1中所述。物品A及B係如例1所述。針對具有及不具有氣溶膠冷卻元件之系統的主氣流氣溶膠酚之產率被呈現在表1中。為了比較之目的，針對肯塔基基準香煙3R4F之主氣流煙霧值係例如從肯塔基大學之煙草研究及發展中心農學院取得的商用基準香煙。
在此特定例中加入PLA氣溶膠冷卻元件的最戲劇性效果係針對酚而觀察到，其中酚之減少與不具氣溶膠冷卻元件的基準系統比較為超過92%，與3R4F基準香煙比較為95%(以每克尼古丁為基表示)。酚產率(以尼古丁為基)減少百分比，以每克尼古丁為基表示被顯示在表2。
主氣流煙霧酚產率對3R4F(以尼古丁為基)之變化與主氣流煙霧釋出的函數關係被顯示在第10圖中。
例6.在此例中，聚乳酸氣溶膠冷卻元件在每個噴煙主氣流煙霧酚產率上的效果被調查。
材料及方法.執行酚的分析。每個原型之複製數目為4。條件係依例1中說明的方式。物品A及B係如例1所述。
結果.針對物品A及B每個噴煙曲線之酚及尼古丁煙霧被顯示在第8及9圖。針對物品B之系統，主氣流氣溶膠酚被偵測為抽煙第3號且到達一最大值為噴煙第7號。PLA氣溶膠冷卻元件在每個噴出酚釋出之噴煙上的效果清楚可見，因為酚的釋出在偵測的限制(LOD)之下。 尼古丁之總產率之減少及每次噴出尼古丁釋放曲線之噴煙的平坦化在第9圖中被觀察到。
10‧‧‧氣溶膠產生物品
20‧‧‧氣溶膠形成基體
30‧‧‧中空醋酸纖維素管
40‧‧‧氣溶膠冷卻元件
50‧‧‧口部濾嘴
60‧‧‧香煙紙
11‧‧‧桿
12‧‧‧嘴端
13‧‧‧遠端
1110‧‧‧片材
1100‧‧‧片材之一邊
1200‧‧‧桿
41‧‧‧濾紙
80‧‧‧可燃性熱源
實施例將參照附圖更進一步說明，其中：第1圖係一氣溶膠產生物品之第1實施例的概略橫截面圖；第2圖係一氣溶膠產生物品之第2實施例的概略橫截面圖；第3圖係顯示兩個不同的氣溶膠產生物品之每個噴煙主氣流之煙霧溫度的噴煙之曲線圖；第4圖係比較兩個不同的氣溶膠產生物品之內噴煙溫度曲線的曲線圖；第5圖係顯示兩個不同的氣溶膠產生物品之每個噴煙主氣流之煙霧溫度的噴煙之曲線圖；第6圖係顯示兩個不同的氣溶膠產生物品之每個噴煙主氣流之尼古丁位準的噴煙之曲線圖；第7圖係顯示兩個不同的氣溶膠產生物品之每個噴煙主氣流之甘油位準的噴煙之曲線圖；第8圖係顯示兩個不同的氣溶膠產生物品之每個噴煙主氣流之尼古丁位準的噴煙之曲線圖；第9圖係顯示兩個不同的氣溶膠產生物品之每個噴煙主氣流之甘油位準的噴煙之曲線圖；第10圖係比較一氣溶膠產生物品與一基準香煙之間的主氣流尼古丁位準的曲線圖；第11A,11B，及11C圖係顯示可用來計算氣溶膠產生 物品之縱向多孔度的一起皺片材及一桿的尺寸。
10‧‧‧氣溶膠產生物品
11‧‧‧桿
12‧‧‧嘴端
13‧‧‧遠端
20‧‧‧氣溶膠形成基體
30‧‧‧中空醋酸纖維素管
40‧‧‧氣溶膠冷卻元件
41‧‧‧濾紙
50‧‧‧口部濾嘴
60‧‧‧香煙紙

Claims (19)

  1. 一種氣溶膠產生物品(10)，包括以桿(11)之形式組合的複數個元件，該複數個元件包含一氣溶膠形成基體(20)、及位於該桿(11)內之該氣溶膠形成基體(20)之下游的一氣溶膠冷卻元件(40)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)包括複數個縱向延伸通道且具有在50%與90%之間的朝縱方向之多孔度。
  2. 如申請專利範圍第1項之氣溶膠產生物品(10)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)具有一總表面積在300mm2/mm與1000mm2/mm之間。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之氣溶膠產生物品(10)，其中該縱向延伸通道係由一片材製成，該片材已經藉選自起皺、打摺、聚集、及摺疊的至少一個方法被加工，以形成通道。
  4. 如申請專利範圍第3項之氣溶膠產生物品(10)，其中該片材被包紮在一包材(41)中以形成該氣溶膠冷卻元件(40)。
  5. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)包括一選自於由：金屬箔、聚合板、及一大致非多孔的紙所構成之群組中的片材。
  6. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)包括一選自於由：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、醋酸纖維素及鋁箔所構成之群組中的片材。
  7. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中從該氣溶膠形成基體(20)釋放的氣溶膠包含水蒸汽，且當該氣溶膠被抽吸通過該氣溶膠冷卻元件(40)時，該水蒸汽之一部分被凝結形成水滴。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)的長度在7mm與28mm之間。
  9. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)被構成，當該氣溶膠被抽吸通過該氣溶膠冷卻元件(40)時，會冷卻從該氣溶膠形成基體(20)釋放的氣溶膠超過10℃。
  10. 如前述項申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中從該氣溶膠形成基體(20)釋放的氣溶膠之水蒸汽含量，在被抽吸通過該氣溶膠冷卻元件(40)時被減少20%與90%之間。
  11. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)包括一材料，在當從該氣溶膠形成基體(40)釋放的氣溶膠被抽吸通過該氣溶膠冷卻元件(40)時，該材料進行相變化。
  12. 如前述申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，包括一濾嘴(50)，位於該桿(11)內之該氣溶膠冷卻元件(40)的下游。
  13. 如前述項申請專利範圍中任一項之氣溶膠產生物品(10)，包括一隔離元件(30)，位於該氣溶膠形成基體(20)與該該桿(11)內的該氣溶膠冷卻元件(40)之間。
  14. 一種組合氣溶膠產生物品(10)的方法，該氣溶膠產生物品(10)包括以桿(11)之形式組合的複數個元件，該複數個元件包含一氣溶膠形成基體(20)、及一氣溶膠冷卻元件(40)，其中該氣溶膠冷卻元件(40)被設置在該桿(11)內之該氣溶膠形成基體(20)之下游。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該氣溶膠冷卻元件(40)可減少氣溶膠之甲酚含量。
  16. 如申請專利範圍第14或15項之方法，其中該氣溶膠冷卻元件(40)可減少氣溶膠之酚含量。
  17. 一種氣溶膠產生物品(10)，包括以桿(11)之形式組合的複數個元件，該複數個元件包含一氣溶膠形成基體(20)、一嘴件(50)、及位於該氣溶膠形成基體(20)之下游且在該物品與在該桿(11)內之該嘴件之間。
  18. 如申請專利範圍第17項之氣溶膠產生物品(10)，其中當氣溶膠通過該桿到該嘴件時，該氣溶膠冷卻元件(40)冷卻從該氣溶膠形成基體產生的氣溶膠至少20℃。
  19. 一種用於冷卻氣溶膠的方法，包括選擇一具充分縱向長度的氣溶膠冷卻元件(40)之尺寸，以冷卻氣溶膠所要之量且設置該元件在一桿(11)內。
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