TW202130287A - 用於氣溶膠產生裝置之消耗品、製造消耗品之方法及系統 - Google Patents

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Abstract

揭露了一種用於氣溶膠產生裝置之消耗品，包括：加熱元件，該加熱元件包括基部部分和從該基部部分延伸的多個長形部分；和氣溶膠產生基質的柱狀部分，該柱狀部分由氣溶膠產生基質條形成，其中，該條的軸向部分延伸穿過該加熱元件的一對長形部分之間的間隙，並且該條纏繞在該加熱元件上。揭露了一種製造該消耗品之方法及系統。

Description

用於氣溶膠產生裝置之消耗品、製造消耗品之方法及系統
本揭露內容關於一種用於氣溶膠產生裝置之消耗品。消耗品可以包括要被加熱而不是灼燒以產生用於吸入的氣溶膠的煙草或其他合適氣溶膠基質材料。
在過去幾年裡，風險被降低或風險被修正的裝置（也稱為汽化器）之普及和使用快速增長，這有助於幫助想要戒煙的習慣性吸煙者戒掉如香煙、雪茄、小雪茄和捲煙等傳統煙草產品。可獲得與在傳統的煙草產品中灼燒煙草不同的、加熱或加溫可氣溶膠化的物質的各種裝置及系統。
通常可用的、風險被降低或風險被修正的裝置係被加熱基質的氣溶膠產生裝置或加熱不灼燒式裝置。這種類型的裝置藉由將氣溶膠基質加熱到通常在150°C到300°C範圍內的溫度來產生氣溶膠或蒸氣，該氣溶膠基質通常包括潮濕的煙葉或其他合適的可氣溶膠化的材料。加熱但不燃燒或灼燒氣溶膠基質會釋放氣溶膠，這種氣溶膠包括使用者所尋求的組分但不包括燃燒和灼燒產生的毒性致癌副產物。此外，藉由加熱煙草或其他可氣溶膠化的材料產生的氣溶膠通常不包括由燃燒和灼燒產生的可能對於使用者來說不愉快的燒焦味或苦味，因此，基質不需要糖和其他添加劑，糖和添加劑通常添加到此類材料以使煙霧和/或蒸氣對於使用者來說更美味。
期望提供一種消耗品，該消耗品可以產生具有改善的能量效率的氣溶膠並且可以簡單地製造。
根據第一方面，本揭露內容提供了一種用於氣溶膠產生裝置之消耗品，包括：加熱元件，該加熱元件包括基部部分和從該基部部分延伸的多個長形部分；和氣溶膠產生基質的柱狀部分，該柱狀部分由氣溶膠產生基質條形成，其中，該條的軸向部分延伸穿過該加熱元件的一對長形部分之間的間隙，並且該條纏繞在該加熱元件上。
視需要，該軸向部分係該條的端部。
視需要，該加熱元件的一對長形部分被佈置為藉由向該軸向部分施加壓力來保持該軸向部分。
視需要，該加熱元件係感應加熱元件。
視需要，該多個長形部分從該基部部分延伸出該柱狀部分的長度的一半以上。
視需要，該氣溶膠產生基質包括再造煙草。
視需要，該消耗品包括包裝件，該包裝件封閉該加熱元件和該氣溶膠產生基質的柱狀部分。
根據第二方面，本揭露內容提供了一種製造如上所述之消耗品之方法，該方法包括：將該加熱元件保持在夾具中；將該氣溶膠產生基質條的軸向部分佈置在該加熱元件的一對長形部分之間；圍繞該軸向部分旋轉該加熱元件和/或該氣溶膠產生基質條，以將該氣溶膠產生基質條纏繞在該加熱元件上並且形成該柱狀部分；以及從該夾具釋放包括該加熱元件和該柱狀部分之消耗品。
視需要，該方法包括將該軸向部分保持在該夾具中。
視需要，該夾具被構造為藉由向該加熱元件的一對長形部分施加壓力來保持該軸向部分。
視需要，該夾具係卡盤，並且圍繞該軸向部分旋轉該加熱元件包括旋轉該卡盤。
視需要，該方法包括藉由彎曲和切割線材來形成該加熱元件。
視需要，該條係氣溶膠產生基質的連續帶的一部分，並且該方法包括在旋轉之後切割該帶。
視需要，該方法包括在旋轉之後將該加熱元件的暴露部分驅動到該柱狀部分中。
根據第三方面，本揭露內容提供了一種製造如上所述之消耗品之系統，該系統包括：夾具，該夾具適於保持該加熱元件；送料器，該送料器被佈置為對該氣溶膠產生基質條進行給送，以將該條的軸向部分佈置在該加熱元件的一對長形部分之間；轉子，該轉子被構造為使該夾具和/或該送料器繞該軸向部分旋轉，以將該氣溶膠產生基質條纏繞在該加熱元件上並且形成該柱狀部分，其中，該夾具被構造為在形成該柱狀部分之後釋放包括該加熱元件和該柱狀部分之消耗品。
視需要，該系統包括沖頭，該沖頭被構造為藉由彎曲和切割線材來形成該加熱元件。
圖1A示意性地展示了根據本發明的實施方式之消耗品。
參照圖1A，消耗品100包括加熱元件120。消耗品100進一步包括氣溶膠產生基質的柱狀部分110。
在許多示例中，用於氣溶膠產生裝置之消耗品在一個方向（在圖1A中標記為z方向）上相對較長，垂直於「長」方向的截面相對較小。在此類消耗品中，「柱狀」部分係指沿「長」方向延伸的部分。儘管對此類消耗品的引用對於解釋本發明係方便的，但是本發明同樣適用於其中無法識別出此類「長」方向的消耗品，在這種情況下，「柱狀」部分可以是氣溶膠產生基質的任何部分。
加熱元件120可以例如是感應加熱元件（也稱為感受器），該感應加熱元件被構造為經由電磁感應來接收能量並且耗散所接收的能量以執行加熱。替代性地，加熱元件120可以是被構造為經由電流接收能量的導電加熱元件。加熱元件通常可以包括導電材料，包括金屬材料（比如鋁、鐵、合金鋼、銅等）和/或非金屬材料（比如石墨、碳化矽等）。
圖1B中示出了加熱元件120的第一示例的細節。
如圖1B所示，加熱元件120包括基部部分121和從基部部分120延伸的多個長形部分122a、122b。長形部分被佈置為在嵌入柱狀部分110中時沿著柱狀部分延伸。即，長形部分被佈置為沿著柱狀部分的「長」方向延伸。
藉由長形部分的這種佈置，可以藉由用螺線管包圍柱狀部分來方便地為感應加熱元件供電。藉由這種佈置，螺線管的磁場可以平行於長形部分，從而在它們的表面積周圍感應出電流。此外，即使加熱元件不是感應加熱元件，沿著柱狀部分佈置長形部分也改善了氣溶膠基質的加熱均勻性。
基部部分和多個長形部分的這種佈置還意味著加熱元件適於經由施加到基部部分121的力朝著柱狀部分110驅動（如圖2E所示，稍後描述）。特別地，基部部分121提供了用於驅動的表面，而長形部分122a、122b被佈置為以比基部部分121更低的阻力穿透柱狀部分110。
多個長形部分122a、122b可以從基部部分121延伸出柱狀部分110的長度的一大部分。如稍後參照圖3所述，長形部分可以參與加熱元件的加熱。結果，長形部分向柱狀部分中延伸得越遠，柱狀部分110被加熱得越均勻。長形部分122a、122b可以例如從基部部分121延伸出柱狀部分110的長度的一半以上。
在圖1B的示例中，加熱元件120具有兩個長形部分122a、122b，這兩個長形部分被佈置在基部部分121的相應端部處以形成U形。使用沿著基部部分盡可能遠地分佈的至少兩個長形部分具有在加熱元件120被驅動進入柱狀部分110中時穩定加熱元件的作用，並且增加長形部分122的數量增加了加熱元件120所需之材料量。因此，U形平衡了在驅動加熱元件和減少加熱元件所需之材料量時之穩定性要求。
加熱元件120可以有利地在整個基部部分和多個長形部分中具有基本上相似的截面。藉由使得能夠使用截面基本上均勻的長材料來形成加熱元件，這簡化了加熱元件120之製造。另外，基部部分和長形部分的基本上相似的截面意味著在長形部分的表面上的電流基本上均勻，並且增加了來自加熱元件的熱分佈之均勻性。
更較佳的是，加熱元件120可以由被彎曲以形成基部部分和多個長形部分的線材形成。使線材彎曲避免了需要將基部部分和長形部分中的任何一者附接在一起，因此進一步簡化了加熱元件120之製造。
柱狀部分110由氣溶膠產生基質條形成，其中條的軸向部分延伸穿過加熱元件的一對長形部分之間的間隙，並且條纏繞在加熱元件上。
圖1C係從端部透視圖來看的圖1A的消耗品的旋轉視圖，其中圖1A的z方向延伸到頁面中。圖1C展示了加熱元件120的基部部分121延伸跨過柱狀部分110之端部，而長形部分122（未示出）從基部部分延伸到柱狀部分110中。
在圖1C中，可以看到，氣溶膠產生基質條可以呈螺旋形狀纏繞在加熱元件上，並且條的軸向部分111延伸穿過加熱元件120。儘管在圖1C中未示出，但是條的軸向部分111延伸穿過一對長形部分122（未示出）之間的間隙。
軸向部分111係條的在消耗品100的中心軸線處或附近的部分。在圖1C所示的示例中，條的軸向部分111係條之端部。然而，在其他示例中這不是必需的。例如，條可以呈雙螺旋的形式纏繞在加熱元件120上，其中軸向部分111更靠近氣溶膠產生基質條的長度之中間。
在本示例中，條的軸向部分111在其間延伸的一對長形部分122被佈置為藉由向軸向部分施加壓力來保持該軸向部分。如以下更詳細描述的，這可以藉由在製造消耗品100之方法中將一對長形部分抵靠軸向部分111夾緊來實現。然而，在其他實施方式中，軸向部分111不需要由加熱元件120保持。例如，在任何實施方式中，消耗品100可以包括封閉加熱元件120和柱狀部分110的包裝件，該包裝件將氣溶膠產生基質條保持就位在加熱元件120周圍。此外，即使在沒有夾緊或包裝的情況下，氣溶膠產生基質條也可以足夠緊密地纏繞在加熱元件120上，以將加熱元件保持就位。
氣溶膠基質可以例如包括各種形式的煙草材料（比如煙絲和顆粒狀煙草），和/或煙草材料可以包括煙葉和/或再造煙草。
返回參照圖1A，消耗品100可以進一步包括在過濾器130與柱狀部分110之間的管區段140。管區段可以用於使所產生的氣溶膠在到達消耗品的嘴口端之前冷卻。在消耗品100的此類實施方式中，圍繞柱狀部分110的包裝件可以是沿著柱狀部分的長方向圍繞柱狀部分的側面的包裹件，並且包裹件可以延伸以形成管區段140，並且甚至可以延伸到過濾器130或其周圍。
管區段140和/或圍繞柱狀部分110的包裹件可以例如包括紙和/或其他紡織材料，並且還可以包括各種有機材料和/或無機材料。
另外，基部部分121較佳的是佈置在柱狀部分110之開口端。在普通的消耗品設計中，消耗品包括在消耗品的嘴口端之過濾器130。在此類設計中，開口端與嘴口端相反。
更具體地，在圖1A中，基部部分121接近但實際上未嵌入在柱狀部分110的開口端中，而長形部分幾乎完全被嵌入。
在其他消耗品中，消耗品不包括過濾器，並且「開口端」可以是柱狀部分的任一端。
圖2A至圖2E示意性地展示了製造如上所述之消耗品之方法及系統。
圖2A和圖2B係在方法的初始部分期間系統狀態的側視圖和俯視圖之示意性圖示。該方法的初始部分包括將加熱元件120保持在夾具300中，並且將氣溶膠產生基質條210的軸向部分211佈置在加熱元件的一對長形部分122a、122b之間。
在本實施方式中，氣溶膠產生基質條210由送料器212給送，以將軸向部分211佈置在加熱元件120的一對長形部分之間。送料器可以從氣溶膠產生基質的長連續卷軸中對條進行給送。
在本實施方式中，夾具300適於保持加熱元件120。更具體地，在本實施方式中，夾具300包括被佈置為向加熱元件120的一對長形部分122a、122b施加壓力的夾緊致動器310。可以控制夾緊致動器310，使得當將加熱元件120插入夾具300中時，夾緊致動器310接合以保持加熱元件120，並且當要從夾具300中移除加熱元件120時，夾緊致動器310脫離接合。
替代性地，夾具300可以適於為加熱元件120提供緊密配合，使得加熱元件120被保持就位，並且必須施加力以插入或移除加熱元件120。此外，如圖2A所示，可移動防護件400可以佈置在第一位置以防止加熱元件120無意地離開夾具300，並且在插入或移除加熱元件120時移動到第二位置。
圖2C係在該方法的初始部分之後系統狀態的俯視圖之示意性圖示。更具體地，在本實施方式中，該方法進一步包括將軸向部分211保持在夾具300中。例如，這可以藉由控制夾緊致動器310以向加熱元件120的一對長形部分122a、122b施加足夠的壓力來實現，從而使得長形部分122a、122b彎曲並且將壓力傳遞到軸向部分211。
替代性地，夾具300可以具有單獨的適配件（比如另外的致動器）以用於直接保持軸向部分211。此外，代替夾具300保持軸向部分211，氣溶膠產生基質條210可以在兩個端點之間的張力下被保持。例如，條210可以從送料器212藉由夾具300給送到與送料器212相對的保持器件。
在該方法這一點上，將氣溶膠產生基質條210纏繞在加熱元件120上，以形成柱狀部分110。這可以藉由圍繞軸向部分211旋轉加熱元件120、或者藉由圍繞軸向部分211旋轉條210、或者藉由同時執行這兩種旋轉（較佳的是沿相反方向）來實現。該方法還可以包括以下步驟：在將條210纏繞在加熱元件120上之前，將條210的延伸超過軸向部分211、超過一對長形部分122a、122b之間的間隙的一部分切掉。這意味著條210之軸向部分211形成為條210之端部。
在一個實施方式中，夾具300係卡盤，並且藉由旋轉卡盤而使加熱元件120圍繞軸向部分211旋轉。這可以藉由在系統中包括轉子來實現，該轉子被構造為使夾具300圍繞軸向部分211旋轉以將氣溶膠產生基質條纏繞在加熱元件120上並且形成柱狀部分。
在另一個實施方式中，該系統包括轉子，該轉子被構造為使送料器212繞軸向部分211旋轉，以將氣溶膠產生基質條纏繞在加熱元件120上並且形成柱狀部分。
圖2D係在條210纏繞在加熱元件120上之後系統狀態的側視圖之示意性圖示。
在其中氣溶膠產生基質條210係可以用於形成多個消耗品的氣溶膠產生基質的連續帶的一部分之實施方式中，條210仍然由送料器211保持。在此類實施方式中，該方法包括在形成柱狀部分110之後切割該帶的另一步驟，留下如圖2E所示之條。
另外，如圖2D所示，已經由夾具300保持的加熱元件120的一部分延伸超過柱狀部分110作為暴露部分。該方法可以（獨立於帶的切割）進一步包括在形成柱狀部分110之後將加熱元件120的暴露部分驅動到柱狀部分中。例如，這可以藉由在夾具300中提供驅動致動器320來實現，其中驅動致動器320被佈置為將加熱元件120驅動到柱狀部分110中，如圖2E所示。然而，在本實施方式中，當加熱元件被驅動到柱狀部分中時，夾緊致動器310不保持加熱元件120。替代地，防護件400可以被構造為用作反作用表面，以在驅入加熱元件120的同時將柱狀部分110保持就位。
在形成柱狀部分之後，該方法包括從夾具300釋放包括加熱元件120和柱狀部分110之消耗品。在一些實施方式中，這可以發生在兩個階段，該兩個階段包括釋放夾緊致動器310和將防護件400移動到第二位置。這允許在釋放夾緊致動器310與移動防護件400之間發生上述驅動。
該系統可以進一步包括用於移除消耗品的拾取器，和/或加熱元件放置器，用於在夾具300中提供新加熱元件120以準備製造下一個消耗品。
可以提供新的加熱元件120，新的加熱元件預形成有基部部分和多個長形部分。然而，替代性地，該方法可以進一步包括由線材形成加熱元件120。長線材的一部分可以彎曲成加熱元件120的形狀，並且被切割以將加熱元件120與長線材的其餘部分隔開。相應地，該系統可以包括沖頭，該沖頭被構造為藉由彎曲和切割線材來形成加熱元件120。沖頭可以同時執行彎曲和切割以簡化加熱元件120之形成。
圖3A和圖3B示出了使用如上所述之消耗品來產生氣溶膠之示例。
圖3A示意性地展示了氣溶膠產生裝置500中之消耗品100。
氣溶膠產生裝置500包括加熱腔室510，該加熱腔室包括驅動元件520，該驅動元件被構造為驅動消耗品100之加熱元件120。在本示例中，驅動元件520係螺線管線圈，該螺線管線圈被佈置為在加熱腔室510中產生磁場。磁場在加熱元件120中感應出電流以執行對氣溶膠基質的柱狀部分110之加熱。
為了產生可吸入的氣溶膠，使用者可以將消耗品100插入加熱腔室510中，並且使用加熱元件120加熱柱狀部分110以產生可吸入之氣溶膠。
在本示例中，消耗品100不具有過濾器130或管區段140。此類簡單的消耗品例如可以在氣溶膠產生裝置自身具有吸嘴和過濾器（未示出）的情況下使用，使用者可以從過濾器中獲取所產生的氣溶膠。另外，根據氣溶膠之含量，在一些實施方式中可以省略過濾器。
圖3B示意性地展示了第二氣溶膠產生裝置600中之消耗品100。
氣溶膠產生裝置600還包括加熱腔室610和驅動元件620。然而，在本示例中，驅動元件620包括刺穿元件，該等刺穿元件被佈置為穿透柱狀部分110並與加熱元件120電接觸，以驅動電流通過加熱元件。驅動元件620可以是可縮回的，以便允許將消耗品添加到加熱腔室610或從加熱腔室移除。替代性地，加熱腔室610可以包括蓋部分，該蓋部分可以被移動以打開或關閉開口，通過該開口可以添加或移除消耗品100。
為了產生可吸入的氣溶膠，使用者可以將消耗品100插入加熱腔室610中，並且使用加熱元件120加熱柱狀部分110以產生可吸入之氣溶膠。
100:消耗品 110:柱狀部分 111:軸向部分 120:加熱元件 121:基部部分 122:長形部分 130:過濾器 140:管區段 210:條 211:軸向部分 212:送料器 300:夾具 310:夾緊致動器 320:驅動致動器 400:防護件 500:氣溶膠產生裝置 510:加熱腔室 520:驅動元件 600:氣溶膠產生裝置 610:加熱腔室 620:驅動元件 122a,122b:長形部分
[圖1A]係根據本發明的消耗品之示意性圖示；
[圖1B]係加熱元件之示意性圖示；
[圖1C]係消耗品的端部之示意性圖示；
[圖2A至圖2E]係製造消耗品之方法之示意性圖示；
[圖3A和圖3B]係在氣溶膠產生裝置的示例中使用的消耗品之示意性圖示。
無
120:加熱元件
210:條
211:軸向部分
212:送料器
300:夾具
310:夾緊致動器
320:驅動致動器
400:防護件

Claims (16)

  1. 一種用於氣溶膠產生裝置之消耗品，包括： 加熱元件，該加熱元件包括基部部分和從該基部部分延伸的多個長形部分；和 氣溶膠產生基質的柱狀部分，該柱狀部分由氣溶膠產生基質條形成，其中，該條的軸向部分延伸穿過該加熱元件的一對長形部分之間之間隙，並且該條纏繞在該加熱元件上。
  2. 如請求項1所述之消耗品，其中，該軸向部分係該條之端部。
  3. 如請求項1或2所述之消耗品，其中，該加熱元件的一對長形部分被佈置為藉由向該軸向部分施加壓力來保持該軸向部分。
  4. 如請求項1或2所述之消耗品，其中，該加熱元件係感應加熱元件。
  5. 如請求項1或2所述之消耗品，其中，該多個長形部分從該基部部分延伸出該柱狀部分的長度之一半以上。
  6. 如請求項1或2所述之消耗品，其中，該氣溶膠產生基質包括再造煙草。
  7. 如請求項1或2所述之消耗品，進一步包括：包裝件，該包裝件封閉該加熱元件和該氣溶膠產生基質之柱狀部分。
  8. 一種製造如任一前述請求項所述之消耗品之方法，該方法包括： 將該加熱元件保持在夾具中； 將該氣溶膠產生基質條的軸向部分佈置在該加熱元件的一對長形部分之間； 圍繞該軸向部分旋轉該加熱元件和/或該氣溶膠產生基質條，以將該氣溶膠產生基質條纏繞在該加熱元件上並且形成該柱狀部分；以及 從該夾具釋放包括該加熱元件和該柱狀部分之消耗品。
  9. 如請求項8所述之方法，進一步包括將該軸向部分保持在該夾具中。
  10. 如請求項9所述之方法，其中，該夾具被構造為藉由向該加熱元件的一對長形部分施加壓力來保持該軸向部分。
  11. 如請求項8至10中任一項所述之方法，其中，該夾具係卡盤，並且其中，圍繞該軸向部分旋轉該加熱元件包括旋轉該卡盤。
  12. 如請求項8至10中任一項所述之方法，包括藉由彎曲和切割線材來形成該加熱元件。
  13. 如請求項8至10中任一項所述之方法，其中，該條係氣溶膠產生基質的連續帶的一部分，並且該方法包括在旋轉之後切割該帶。
  14. 如請求項8至10中任一項所述之方法，包括在旋轉之後將該加熱元件的暴露部分驅動到該柱狀部分中。
  15. 一種製造如請求項1至7中任一項所述之消耗品之系統，該系統包括： 夾具，該夾具適於保持該加熱元件； 送料器，該送料器被佈置為對該氣溶膠產生基質條進行給送，以將該條的軸向部分佈置在該加熱元件的一對長形部分之間； 轉子，該轉子被構造為使該夾具和/或該送料器繞該軸向部分旋轉，以將該氣溶膠產生基質條纏繞在該加熱元件上並且形成該柱狀部分， 其中，該夾具被構造為在形成該柱狀部分之後釋放包括該加熱元件和該柱狀部分之消耗品。
  16. 如請求項15所述之系統，包括沖頭，該沖頭被構造為藉由彎曲和切割線材來形成該加熱元件。
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