TW202421010A - 包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物 - Google Patents

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瓦利德 阿比奧恩
史都華 馬丁
菲奧娜 阿留
傑佛瑞 賈娜
亞歷山大 帕里斯
賈斯汀 弗羅西娜
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英商尼可創業貿易有限公司
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Abstract

本發明提供一種包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草。本發明亦提供一種供用於非可燃性氣溶膠供給系統內之消耗品,及一種非可燃性氣溶膠供給系統。本發明亦提供一種用於生產氣溶膠產生材料之方法。

Description

包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物
本發明係關於氣溶膠產生材料、包含氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物;供用於非可燃性氣溶膠供給系統內之消耗品,該消耗品包含氣溶膠產生組成物;以及非可燃性氣溶膠供給系統。本發明亦關於用於生產氣溶膠產生材料之方法及藉由本發明之方法可獲得之氣溶膠產生材料。
例如香煙、雪茄之類的吸煙消耗品在使用時燃燒菸草以創造菸草煙霧。此等類型消耗品之替代物藉由在加熱但不燃燒之下自基質材料釋放化合物來釋放可吸入氣溶膠或蒸氣。此等可被稱為非可燃性吸煙消耗品或氣溶膠產生總成。
此類產品之一個實例為加熱裝置,其藉由加熱但不燃燒固體氣溶膠產生材料來釋放化合物。此固體氣溶膠產生材料可在一些情況下含有植物性材料。加熱揮發材料之至少一個組分,通常形成可吸入氣溶膠。此等產品可被稱作加熱不燃燒裝置、菸草加熱裝置或菸草加熱產品。已知用於使固體氣溶膠產生材料之至少一個組分揮發的各種不同配置。
作為另一實例,有混合裝置。此等含有液體源(其可含有或可不含有菸鹼),該液體源藉由加熱而汽化以產生可吸入蒸氣或氣溶膠。裝置另外含有固體氣溶膠產生材料(其可含有或可不含有菸草材料),且此材料之組分夾帶於可吸入蒸氣或氣溶膠中以產生吸入介質。
根據本發明的第一態樣,提供有一種包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草。
氣溶膠產生材料可包含一氣溶膠產生劑;一交聯黏合劑;任擇地一或多個填充劑;及任擇地一活性劑及/或調味劑及/或一酸。
在一些態樣中,氣溶膠產生材料可包含一氣溶膠產生劑;一黏合劑,選自由以下組成之群:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合;任擇地一或多個填充劑;及任擇地一活性劑及/或調味劑及/或一酸。
根據本發明的另一態樣,提供有一種形成氣溶膠產生組成物之方法,該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草且該氣溶膠產生組成物包含形式為非線形股線之氣溶膠產生材料,該方法包含: (a)形成一混合物,包含一溶劑、一氣溶膠產生劑、一可交聯黏合劑、任擇地一填充劑及任擇地一活性劑及/或一調味劑及/或一酸; (b)經由一噴嘴排出該混合物,俾使該混合物以一速度移動;以及 (c)使排出之該混合物與包含一交聯劑之一溶液接觸,其中該混合物之該速度在與該溶液接觸時降低了。
根據本發明的另一態樣,提供有一種形成氣溶膠產生組成物之方法,該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草且該氣溶膠產生組成物包含形式為非線形股線之氣溶膠產生材料,該方法包含: (a)形成一混合物,包含一溶劑;一氣溶膠產生劑;一黏合劑,選自由以下組成之群:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合;任擇地一填充劑;及任擇地一活性劑及/或一調味劑及/或一酸; (b)經由一噴嘴排出該混合物,俾使該混合物以一速度移動;以及 (c)使排出之該混合物與包含一交聯劑之一溶液接觸,其中該混合物之該速度在與該溶液接觸時降低了。
根據本發明的另一態樣,提供有一種供用於非可燃性氣溶膠供給系統內之消耗品,該消耗品包含本文所定義之氣溶膠產生組成物。消耗品亦將實質上不含菸草或不含菸草。
根據本發明的另一態樣,提供有一種包含如本文中所定義之消耗品及一非可燃性氣溶膠供給裝置之非可燃性氣溶膠供給系統,當該消耗品與該非可燃性氣溶膠供給裝置一起使用時,該非可燃性氣溶膠供給裝置包含經組配(或經配置)以自該消耗品產生氣溶膠之氣溶膠產生裝置。
根據本發明的另一態樣,提供有一種如本文中所定義之氣溶膠產生組成物供用於一非可燃性氣溶膠供給裝置中之消耗品中的用途,當該消耗品與該非可燃性氣溶膠供給裝置一起使用時,該非可燃性氣溶膠供給裝置包含經配置以自該消耗品產生氣溶膠之氣溶膠產生裝置。
根據本發明的另一態樣,提供有一種如本文所定義之氣溶膠產生組成物用於產生氣溶膠的用途。
根據另一態樣,本發明提供一種藉由本發明之方法可獲得或藉由本發明之方法所獲得之氣溶膠產生組成物,該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草且該氣溶膠產生組成物包含氣溶膠產生材料。
根據本發明的另一態樣,提供有一種使用如本文所描述之非可燃性氣溶膠供給系統產生氣溶膠之方法,該方法包含加熱氣溶膠產生組成物。在一些實施態樣中,該方法包含將氣溶膠產生組成物加熱至低於或等於350℃之溫度。在一些實施態樣中,該方法包含將氣溶膠產生組成物加熱至自約220℃至約280℃之溫度。
本發明之另外特徵及優勢將自僅藉由實例給出的本發明之較佳實施態樣之以下描述而變得顯而易見,該描述係參考隨附圖式進行。
本文所描述之氣溶膠產生材料/組成物為能夠例如當加熱、輻照或以任何其他方式通電時產生氣溶膠之材料/組成物。氣溶膠產生組成物包含氣溶膠產生材料。氣溶膠產生材料可為乾燥凝膠。氣溶膠產生材料可為在其中持有諸如液體之某些流體的一固體材料。在一些實施態樣中,氣溶膠產生組成物可例如包含自約50wt%、60wt%或70wt%之氣溶膠產生材料至約90wt%、95wt%或100wt%之氣溶膠產生材料。在一些情況下,氣溶膠產生組成物由氣溶膠產生材料組成。在其他情況下,氣溶膠產生組成物包含自約40至約60 wt%之氣溶膠產生材料。組成物之其餘部分可由如下文所描述之其他組分形成。
如上文所述,本發明提供一種包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物。氣溶膠產生材料可包含: -一氣溶膠產生劑;及/或 -一交聯黏合劑。
氣溶膠產生材料可包含: -一氣溶膠產生劑;以及 -一黏合劑,選自由以下組成之群:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合。
氣溶膠產生組成物實質上不含菸草,包括菸草纖維及菸草萃取物。在一些態樣中,氣溶膠產生組成物不含菸草,亦即,氣溶膠產生組成物不包含菸草,包括菸草纖維及菸草萃取物。
發明人已發現,本發明之氣溶膠產生組成物可併入至消耗品中及用於非可燃性氣溶膠供給裝置中以形成氣溶膠,儘管實質上不含菸草或不含菸草。再者,由於氣溶膠產生組成物(以及其併入其中的任何消耗品)不含菸草,故消耗品的重量由於稅務原因較不受限。如此一來,比起包含了包含菸草之氣溶膠產生組成物的消耗品,消耗品中可含有更高重量的氣溶膠產生組成物。此意謂各個消耗品在使用期間可持續更久。
氣溶膠產生材料亦可任擇地包含一或多個填充劑、一活性劑及/或一調味劑及/或一酸。
氣溶膠產生材料之形式為非線形股線,其可替代地被描述為非線形凝膠纖維。亦即,氣溶膠產生材料之形式為股線或凝膠纖維,其中各個股線或纖維在其長度上為非線形的。該等股線或纖維可替代地被描述為捲曲的、麵條狀或扭曲的。各個股線因此可被認為是形狀類似於麵條,而眾多股線或凝膠纖維可一起被認為類似於多種麵條的集合,其中個別的股線可彼此隨機地重疊和互連。在本文使用時,術語「非線形股線」亦意欲涵蓋本文所述之替代術語,諸如「非線形凝膠纖維」、「捲曲股線」、「捲曲凝膠纖維」、「麵條狀股線」、「麵條狀凝膠纖維」、「扭曲股線」等。
本發明之非線形股線之示意性實例在圖8及圖10中展示為實線,但應理解,此等圖式展示三維結構之二維表型。事實上,各個股線為三維的,亦可在三維上為非線形的。在三維上為「非線形」,意謂本發明之股線在x、y及z方向上為非線形的。彈簧或線圈係在x、y及z方向上為非線形之形狀的實例。相比之下,其他股線可在二維上(例如,x及y方向)為非線形,但在第三維上(例如,z方向)為線形或扁平的。
各個非線形股線可具有自約0.05 mm、0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm或0.5 mm至約3 mm、2.5 mm、2.0 mm、1.5 mm、1.1 mm、0.8 mm、0.6 mm或0.5 mm之直徑。在一些實施態樣中,各個非線形股線具有自約0.05 mm至約3 mm、自約0.3至約2.5 mm、自約0.5至約1.5 mm或自約0.7至約1.1 mm之直徑。在一些實施態樣中,各個非線形股線具有自約0.1至約2 mm、自約0.2至約1.1 mm、自約0.3至約0.6 mm或自約0.2 mm至約0.4 mm之直徑。該直徑亦稱為寬度,係定義為股線之橫截面的最長尺寸。
各個非線形股線可具有圓形或實質上圓形之橫截面。橫截面是經由於該點與長度成直角之直線切割該股線而露出的形狀。股線之圓形橫截面之實例係展示於圖9,該橫截面係在圖8所示之本發明股線之示意性表型上的虛線處截取。
然而,如下文將描述,股線之形狀藉由其製作之方式來測定,因此熟習此項技術者將認知到,亦可製造具有其他橫截面形狀(例如矩形、實質上矩形、三角形或實質上三角形)之股線。
在一些實施態樣中,本發明之非線形股線在整個橫截面為均質的。亦即,一些實施態樣中,股線之組成為均質的。
各個非線形股線可具有自約0.05 mm、0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm或0.5 mm至約3 mm、2.0 mm、2.5 mm、1.5 mm、1.1 mm、0.8 mm、0.6 mm或0.5 mm之厚度。在一些實施態樣中,各個非線形股線具有自約0.05 mm至約3 mm、約0.3至約2.5 mm、約0.5至約1.5 mm或約0.7至約1.1 mm之厚度。在一些實施態樣中,各個非線形股線具有自約0.1至約2 mm、自約0.2至約1.1 mm、自約0.3至約0.6 mm或自約0.2 mm至約0.4 mm之厚度。在本文使用時,術語「厚度」為垂直於直徑或寬度之橫截面的尺寸。
當非線形股線之橫截面為圓形時,非線形股線之直徑對厚度的比例將為1。各個非線形股線可具有自約1:2至約2:1,諸如自約3:2至約2:3,諸如約1:1之直徑對厚度比例。
各個非線形股線可具有自約8 mm、10 mm、15 mm、20 mm或30 mm至約200 mm、100 mm、75 mm或50 mm之總長度(在本文亦稱為總長度)。各個股線之整體(overall)或總(total)長度在本文中亦稱為未捲繞長度,且若該股線延伸成筆直的,則定義為理論長度。舉例而言,圖10所示之股線之整體長度為股線之總長度,亦即,若此被拉直,則為實心黑線之長度。
在一些實施態樣中,各個非線形股線具有自約10 mm至約200 mm,諸如自約20 mm至約100 mm或自約30 mm至約50 mm之整體長度。
各個非線形股線可具有自約3 mm、5 mm、8 mm或11 mm至約25 mm、22 mm、20 mm或18 mm之自由長度。在本文所用時,術語「自由長度」意欲意謂處於天然非線形(或捲曲)狀態之股線的最遠端部之間的最短(線形)長度(例如,股線的端部之間「如烏鴉飛翔」時的距離)。此在本文中亦稱為捲繞長度。舉例而言,在圖10中,股線之自由長度或捲繞長度以虛線展示。具有超出本文所揭露範圍之外之自由長度的非線形股線可比具有如本文所定義之自由長度的非線形股線更容易聚集在一起。
在一些實施態樣中,各個非線形股線具有自約2 mm至約35 mm,諸如自約3 mm至約25 mm、自約6 mm至約23 mm、自約8 mm至約22 mm或自約11 mm至約20 mm之自由或捲繞長度。
總或未捲繞長度係大於自由或捲繞長度。在一些實施態樣中,各個非線形股線之總長度與自由長度之間的比例(亦即,總長度除以自由長度)係至少約1.2,諸如至少約1.3、至少約1.5或至少約2。在一些實施態樣中,各個非線形股線之總長度與自由長度之間的比例係小於約10、小於約8或小於約6。在一些實施態樣中,各個非線形股線之總長度與自由長度之間的比例係自約1.2至約10,諸如自約1.5至約5或自約2至約5。
在一些實施態樣中,非線形股線之縱橫比(亦即,總長度除以直徑)係在自約5至約200,諸如自約10至約100或約20至約50之範圍內。
在一些實施態樣中,各個股線之抗拉強度係在自約0.1 N、0.2 N、0.3 N或0.4 N至約3.0 N、2.0 N、1.5 N或1.0 N之範圍內。在一些實施態樣中,各個股線之抗拉強度係在自約0.1 N至約3.0 N、自約0.2 N至約2.0 N或自約0.3 N至約1.0 N之範圍內。
本發明之非線形股線之抗拉強度可藉由測量使股線斷裂所需要的拉力來測定。合適的測試程序陳述於ISO 527-3:1995。在本文使用時,抗拉強度係基本上為使股線斷裂所需要的力,並提供為每個股線之力(以牛頓為單位)。使股線斷裂所需要的力可使用合適的機器來測定,例如來自Instron,型號68TM-5之拉力試驗機。在測量抗拉強度之前,樣本應在22℃± 1℃及(60 ± 2%)之相對濕度(RH)下調節至少48小時。大氣壓力應在96 kPa ± 10 kPa之範圍內。
在一些實施態樣中,各個股線之未捲繞長度、捲繞長度、縱橫比及/或抗拉強度值可計算為多個股線取得的量度之平均。舉例而言,該等值可計算為自約5條至約100條股線,諸如自約20條至約70條股線,諸如50條股線取得的量度之平均。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料具有至少約2 cm 3/g、2.5 cm 3/g、3 cm 3/g、3.5 cm 3/g、4 cm 3/g、4.5 cm 3/g或5 cm 3/g之填充值。在一些實施態樣中,該填充值係小於約6 cm 3/g、6.5 cm 3/g、7 cm 3/g、7.5 cm 3/g、8 cm 3/g、8.5 cm 3/g、9 cm 3/g、9.5 cm 3/g或10 cm 3/g。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料具有自約2 cm 3/g至約7.5 cm 3/g、自約3 cm 3/g至約7 cm 3/g、自約3.5 cm 3/g至約6 cm 3/g或自約4 cm 3/g至約6 cm 3/g之填充值。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料具有自約3 cm 3/g至約10 cm 3/g、自約4 cm 3/g至約9.5 cm 3/g、自約4.5 cm 3/g至約9 cm 3/g或自約5 cm 3/g至約9 cm 3/g之填充值。
填充值係藉由將已知重量之材料置於已知尺寸之圓柱體內測量。使其經受來自加重活塞的壓力30秒。測量壓縮樣本的剩餘高度並轉換成體積。然後將填充值計算為材料體積除以質量。
更詳細地說,本發明之非線形股線之填充值可藉由以下流程測定:將20 g材料樣本沉積於密度計的60 mm直徑圓柱體中且隨後以2.90 ± 0.03 kg活塞壓縮該材料30秒。測量密度計中之活塞的高度。根據下式計算樣本之填充值。
使用式1確定壓縮時由材料佔據之體積: 式1r=圓柱體之半徑(cm) h=測得之高度(mm)
隨後根據式2使用材料之測得體積及質量確定填充值: 式2填充值亦可以cm 3/10g的單位提供,其中1 cm 3/g等於10 cm 3/10g。
本發明人已發現,本發明之氣溶膠產生材料具有比包含相同組分但形成為扁平薄片(例如藉由澆鑄)、捲曲薄片(例如藉由滾動扁平薄片)或經切碎薄片(例如藉由切碎扁平薄片)之氣溶膠產生材料之更高的填充值。充填值(filling value) (在本文中亦稱為填充值(fill value))係在施加給定壓力時由給定材料質量佔據之體積的量度。亦即,填充值為材料佔據特定體積之能力的量度。
藉由使用較高填充值材料作為氣溶膠產生材料,有可能提供整體重量低於習用物件之物件及消耗品。減小整體重量可提供許多優點,諸如降低運送成本以及降低材料成本及/或稅。再者,減少物件重量亦可能對環境具有正面影響,因為運送物件所需的能量較少。此外,消費者可能偏好攜帶並使用重量輕的物件。材料亦可用作含有氣溶膠產生基質之非菸草。
本發明之材料具有比習用氣溶膠產生材料之更高的填充值,因為形式為非線形股線之氣溶膠產生材料的填裝效率低於形式可為扁平薄片、捲曲薄片或經切碎薄片之習用氣溶膠產生材料。亦即,若具有給定體積之容器經填充有本發明之材料,則由該材料所佔據之容器的百分比將低於形式可為扁平薄片、捲曲薄片或經切碎薄片之習用氣溶膠產生材料。換言之,在含有本發明材料之容器中,有更多體積的空隙或空白空間。因此,將需要較少的氣溶膠產生材料來填充容器。
因此,有利的是能夠形成具有與習用氣溶膠產生材料類似的化學組成,但形式為本文所述之形式,俾使彼等具有較高填充值之材料。
圖11展示相較於形成為扁平薄片且隨後切碎之類似材料(右),本發明之形式為股線之氣溶膠產生材料(左)的相同重量的影像。
圖12展示形式為眾多非線形股線形式之本發明之氣溶膠產生材料的照片。
氣溶膠產生材料可包含約1 wt%、3wt%、5wt%、10wt%、15wt%或20wt%至約80wt%、60wt%、50wt%、40wt%或30wt%之氣溶膠產生劑(均以乾重為基準計算)。在例示性實施態樣中,氣溶膠產生材料包含1-80 wt%、5-60wt%或10-50wt%之氣溶膠產生劑(均以乾重為基準計算)。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料包含10-45wt%、20-40wt%或30-40wt%之氣溶膠產生劑(均以乾重為基準計算)。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料包含10-45wt%、10-40wt%或15-30wt%之氣溶膠產生劑(均以乾重為基準計算)。此等量表示氣溶膠產生材料中之氣溶膠產生劑的總量。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生劑可包含甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,3-丁二醇、丁四醇、內消旋-丁四醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、檸檬酸三乙酯、三乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯混合物、苯甲酸苯甲酯、苯基乙酸苯甲酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸丙烯酯之一或多者。在一些情況下,氣溶膠產生劑包含甘油,或基本上由甘油組成,或由甘油組成。
氣溶膠產生材料可包含約1wt%、5wt%、6 wt%、7 wt%、10wt%或15wt%至約20 wt%、25wt%、30wt%、40wt%、50wt%或60wt%之一量的交聯黏合劑(均以乾重為基準計算)。舉例而言,氣溶膠產生材料可包含1-60 wt%、5-50 wt%、6-40wt%、7-20wt%或15-25 wt%之一量的黏合劑(以乾重為基準)。此等量表示氣溶膠產生材料中之黏合劑的總量。
交聯黏合劑可包含非纖維素黏合劑或由非纖維素黏合劑組成。可使用之非纖維素黏合劑的實例包括但不限於海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(例如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(例如高醯基結蘭膠),及其組合。
交聯黏合劑可包含可撓性黏合劑或由可撓性黏合劑組成。可使用之可撓性黏合劑的實例包含但不限於果膠、ι-鹿角菜膠、結蘭膠(例如高醯基結蘭膠),及其組合。
在一些實施態樣中,交聯黏合劑包括可撓性黏合劑與一或多個其他黏合劑(諸如海藻酸鹽)之組合。
在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽及/或果膠及/或ι-鹿角菜膠。
在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽及/或ι-鹿角菜膠。
在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽及果膠,基本上由海藻酸鹽及果膠組成,或由海藻酸鹽及果膠組成。
在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽及ι-鹿角菜膠,基本上由海藻酸鹽及ι-鹿角菜膠組成,或由海藻酸鹽及ι-鹿角菜膠組成。
在一些實施態樣中,黏合劑不包含海藻酸鹽。
在一些實施態樣中,黏合劑包含ι-鹿角菜膠,基本上由ι-鹿角菜膠組成,或由ι-鹿角菜膠組成。
氣溶膠產生材料可實質上不含纖維素黏合劑。「實質上不含」意指材料包含小於1wt%,諸如小於0.5wt%之相關組分(以乾重為基準)。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料不包含纖維素黏合劑。
氣溶膠產生材料可實質上不含羧甲基纖維素(CMC)。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料不包含CMC。
在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽,海藻酸鹽係以佔氣溶膠產生材料之5-50wt%、8-40wt%、10-30wt%或15-25wt%之一量(以乾重為基準計算)存在於氣溶膠產生材料中。在一些實施態樣中,海藻酸鹽是存在於氣溶膠產生材料中的唯一黏合劑。在其他實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽及至少一個其他非纖維素黏合劑,諸如果膠。
在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽,海藻酸鹽係以佔氣溶膠產生材料之1-30wt%、2-20wt%、3-20wt%或5-15wt%之一量(以乾重為基準計算)存在於氣溶膠產生材料中。在一些實施態樣中,黏合劑包含海藻酸鹽及至少一個其他非纖維素可撓性黏合劑,諸如ι-鹿角菜膠。
在一些實施態樣中,黏合劑包含ι-鹿角菜膠,ι-鹿角菜膠係以佔氣溶膠產生材料之1-30wt%、2-20wt%、2-20wt%或10-20wt%之一量存在於氣溶膠產生材料中(以乾重為基準計算)。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含5-15 wt%海藻酸鹽及10-20 wt%ι-鹿角菜膠(以乾重為基準計算)。
在一些實施態樣中,ι-鹿角菜膠是存在於氣溶膠產生材料中的唯一黏合劑。在其他實施態樣中,黏合劑包含ι-鹿角菜膠及至少一個另外的非纖維素黏合劑。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含多種黏合劑。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含一交聯黏合劑及一非交聯黏合劑。若存在,則非交聯黏合劑可為一纖維素黏合劑。可使用之纖維素黏合劑之實例包括但不限於羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、甲基纖維素、乙基纖維素、乙酸纖維素(CA)、乙酸丁酸纖維素(CAB)及乙酸丙酸纖維素(CAP)。在一些實施態樣中,纖維素黏合劑係選自羥乙基纖維素、羥丙基纖維素及/或羧甲基纖維素。在一些實施態樣中,纖維素黏合劑包含羧甲基纖維素(CMC)。在一些實施態樣中,纖維素黏合劑係羧甲基纖維素(CMC)。
在一些實施態樣中,一氣溶膠產生材料係以形式為一或多個非線形股線提供,其中該氣溶膠產生材料包含一氣溶膠產生劑及選自由以下組成之群之一黏合劑:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合。在此材料中,黏合劑之總量可與上文關於交聯黏合劑所描述之量相同。舉例而言,此實施態樣之氣溶膠產生材料可包含1-60 wt%、5-50 wt%、6-40wt%、7-20wt%或15-25 wt%之一量的黏合劑(以乾重為基準)。
本文所述之本發明之所有態樣可適用於本發明之任何氣溶膠產生材料。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含交聯劑。在一些情況下,交聯劑包含鈣離子。在一些實施態樣中,交聯劑包含乳酸鈣、甲酸鈣及/或乙酸鈣。在一些實施態樣中,交聯劑包含乳酸鈣。在一些情況下,氣溶膠產生材料包含鈣-交聯海藻酸鹽。交聯劑亦可描述為定型劑(setting agent)。
氣溶膠產生材料可包含約0.5wt%、1wt%、3wt%或5wt%至約10wt%、9wt%、8 wt%或7wt%之交聯劑(均以乾重為基準計算)。舉例而言,氣溶膠產生材料可包含1‑10 wt%、3-8 wt%或5-7 wt%之交聯劑(以乾重為基準)。此等量表示氣溶膠產生材料中之交聯劑的總量。
氣溶膠產生材料可包含約1wt%、10wt%或20wt%至約80wt%、60wt%或50wt%之風味劑(均以乾重為基準計算)。舉例而言,氣溶膠產生材料可包含1-80wt%、10-60wt%或20-50wt%之風味劑。若存在風味劑,則此等量表示氣溶膠產生材料中之一或多個風味劑的總量。
如本文使用時,術語「風味劑(flavour)」和「調味劑(flavourant)」是指在當地法規允許的情況下,可用於在產品中為成人消費者創造所期望的味道、香氣或其他體感感覺的材料。彼等可包括天然存在之風味劑材料、植物性藥材、植物性藥材萃取物、合成獲得之材料或其組合(例如,大麻、甘草(licorice, liquorice)、繡球花、丁香酚、日本白皮木蘭葉、甘菊、葫蘆巴、丁香、楓樹、抹茶、薄荷醇、日本薄荷、大茴香子(大茴香)、肉桂、薑黃、印度風味劑、亞洲風味劑、藥草、冬青、櫻桃、漿果、紅莓、蔓越莓、桃子、蘋果、橙子、芒果、小柑橘、檸檬、青檸、熱帶水果、番木瓜、大黃、葡萄、榴蓮、火龍果、黃瓜、藍莓、桑葚、柑橘類水果、杜林標(Drambuie)、波本威士忌、蘇格蘭威士忌、威士忌、金酒、龍舌蘭酒、朗姆酒、綠薄荷、胡椒薄荷、薰衣草、蘆薈、小豆蔻、芹菜、鼠尾草、肉豆蔻、檀香、佛手柑、天竺葵、阿拉伯茶(khat)、納斯瓦爾(naswar)、檳榔、水菸、松樹、蜂蜜精華、玫瑰油、香草、檸檬油、橙油、橙花、櫻花、肉桂、葛縷子、幹邑、茉莉、依蘭、鼠尾草、茴香、山葵、多香果、薑、芫荽、咖啡、大麻、來自薄荷屬任何物種之薄荷油、桉樹、八角茴香、可可、檸檬草、路易博士茶(rooibos)、亞麻、銀杏、榛樹、木槿、月桂、瑪黛(mate)、橘皮、玫瑰、茶諸如綠茶或紅茶、百里香、杜松、接骨木花、羅勒、月桂葉、小茴香、牛至、辣椒粉、迷迭香、番紅花、檸檬皮、薄荷、紫蘇、薑黃、芫荽葉、桃金娘、黑醋栗、纈草、甘椒樹、肉豆蔻乾皮、達米安(damien)、馬喬蓮、橄欖、檸檬香脂、檸檬羅勒、細香蔥、葛縷子、馬鞭草、龍蒿、檸檬烯、百里香酚、莰烯)、增味劑、苦味受體部位阻斷劑、感覺受體部位活化劑或刺激劑、糖及/或糖替代品(例如,蔗糖素、乙醯磺胺酸鉀、阿斯巴甜、糖精、甜蜜素、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇或甘露糖醇)及其他添加劑,諸如炭、葉綠素、礦物質、植物性藥材或口氣清新劑。彼等可為模擬、合成或天然成分或其摻合物。彼等可為任何適合之形式,例如液體(諸如油)、固體(諸如粉末)或氣體。
在一些實施態樣中,風味劑包含薄荷醇、綠薄荷及/或胡椒薄荷。在一些實施態樣中,風味劑包含薄荷醇,或基本上由薄荷醇組成,或由薄荷醇組成。
在一些實施態樣中,調味劑為水溶性調味劑。
調味劑可在形成氣溶膠產生材料期間(例如當形成包含形成氣溶膠產生材料之材料的漿料時)併入,或可在其形成之後施加至氣溶膠產生材料(例如藉由在乾燥之後將其噴塗至氣溶膠產生材料上)。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含自約1wt%、5wt%、10wt%、18wt%、20wt%、30 wt%或40 wt%至約80 wt%、70 wt%、60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%或30wt%之填充劑(均以乾重為基準計算)。舉例而言,氣溶膠產生材料可包含1-60wt%、1-50wt%、5-45wt%、10-40wt%、18-35wt%或20-30wt%之填充劑(均以乾重為基準計算)。或者,氣溶膠產生材料可包含1-70wt%、10-65wt%、20-60wt%、30-60wt%或40-60wt%之填充劑(均以乾重為基準計算)。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料可包含10-80wt%、20-70wt%、30-65wt%或40-65wt%之填充劑(均以乾重為基準計算)。此等量表示氣溶膠產生材料中之填充劑的總量。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含小於70 wt.%之填充劑,諸如小於60 wt.%之填充劑、小於50 wt.%、小於30 wt.%、小於20 wt.%或小於10 wt.%。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料實質上不含或完全不含填充劑。
填充劑可包含一或多個無機填充劑材料,諸如碳酸鈣、珍珠岩、蛭石、矽藻土、膠態二氧化矽、氧化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂及適合的無機吸附劑,諸如分子篩。填充劑可包含一或多個有機填充劑材料,諸如木漿、纖維素及纖維素衍生物(例如研磨纖維素)。在特定情況下,氣溶膠產生材料包含小於10 wt%、小於5 wt%、小於1 wt%碳酸鈣或無碳酸鈣,諸如白堊。因為碳酸鈣具有高密度,所以可能期望避免材料中包括大量碳酸鈣(例如多於10 wt%、多於25 wt%或多於50 wt%)。如此一來,包括大量碳酸鈣可能導致材料變為緻密及/或具有低填充值且/或可能延遲氣溶膠釋放。
在特定實施態樣中,填充劑為纖維狀的。舉例而言,填充劑可為纖維狀有機填充劑材料,諸如木漿、大麻纖維、纖維素或纖維素衍生物,諸如微晶纖維素(MCC)、奈米晶纖維素及/或研磨纖維素。不希望受理論所束縛,據信在氣溶膠產生材料中包括纖維狀填充劑可增加材料之抗拉強度。
在一些情況下,填充劑包含木漿、MCC及/或研磨纖維素。
在一些情況下,填充劑包含MCC及/或研磨纖維素。
在一些情況下,填充劑包含(或為)木漿。
在一些情況下,填充劑不包含木漿。
在一些情況下,氣溶膠產生材料包含小於10 wt%的木漿,諸如小於約5 wt%、小於約4 wt%、小於約2 wt%或小於約1 wt%。在一些情況下,氣溶膠產生材料沒有包含木漿。
在一些情況下,存在於氣溶膠產生材料中的任何填充劑具有小於約2 mm,諸如小於約1.5 mm、小於約1 mm、小於約0.5 mm、小於約0.4 mm、小於約0.3 mm或小於約0.2 mm之粒度。
在一些情況下,存在於氣溶膠產生材料中的任何填充劑具有小於約2 mm,諸如小於約1.5 mm、小於約1 mm、小於約0.5 mm、小於約0.4 mm、小於約0.3 mm或小於約0.2 mm之平均(例如數目平均)粒度。
在本文使用時,術語「粒度」係指粒子的最長尺寸(例如球形粒子的直徑)。不同大小之粒子可藉由已知方法,諸如篩分來分離。
已發現,形成包括木漿之本發明材料可能很難,因為木漿可阻塞或堵住排出混合物之噴嘴。據信此可歸因於木漿之粒度,其通常為至少0.5 mm且經常為至少1 mm。結果,降低存在於材料中之木漿之量可為有利的,及/或確保存在於材料中之任何填充劑具有小粒度(例如小於噴嘴直徑之大小)。減少存在於材料中之木漿之量亦可導致用於形成材料之混合物之黏度增加。
由於(任擇的)填充劑為氣溶膠產生材料的唯一顆粒狀組分,因此僅需要控制填充劑之粒度。
在一些情況下,填充劑包含麥芽糊精或微晶纖維素(MCC)。如熟習此項技術者將充分理解,微晶纖維素可藉由化學方法(例如,使用酸或酶)使纖維素去聚合而形成。一種用於形成微晶纖維素之例示方法涉及使用酸(諸如HCl)之纖維素之酸水解。此處理後產生之纖維素為結晶的(亦即,無餘留非晶形區域)。適用於形成微晶纖維素之方法及條件為此項技術中熟知的。
在一些情況下,填充劑具有小於約2 g/cm 3,例如小於約0.5 g/cm 3或小於約0.3 g/cm 3之密度。
氣溶膠產生材料可具有任何合適的含水量,諸如1wt %至15wt%。合適地,氣溶膠產生材料的含水量可為自約5wt%、7wt%或9wt%至約15wt%、13wt%、11wt%、9 wt%或8 wt% (以濕重為基準)(WWB)。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料具有小於約9 wt% (WWB),諸如小於約8 wt% (WWB)之含水量。氣溶膠產生材料之含水量可例如藉由使用導熱偵測器(GC-TCD)之卡爾-費歇爾滴定法(Karl-Fischer-titration)或氣相層析法測定。
氣溶膠產生材料,諸如氣溶膠產生劑(例如甘油)及調味劑(例如薄荷醇)之成分的量可藉由具有火焰離子化偵測器(GC-FID)之氣相層析法來測定。
氣溶膠產生材料可包含著色劑。添加著色劑可改變氣溶膠產生材料之視覺外觀。氣溶膠產生材料中存在著色劑可增強氣溶膠產生材料及氣溶膠產生組成物之視覺外觀。藉由添加著色劑至氣溶膠產生材料中,氣溶膠產生材料可與氣溶膠產生組成物之其他組分或包含氣溶膠產生材料之物件之其他組分在顏色上匹配。
可取決於氣溶膠產生材料之所需顏色而使用多種著色劑。氣溶膠產生材料之顏色可為例如白色、綠色、紅色、紫色、藍色、棕色或黑色。亦設想其他顏色。可使用天然或合成著色劑,諸如天然或合成染料、食品級著色劑及醫藥著色劑。在某些實施態樣中,著色劑為焦糖,其可賦予氣溶膠產生材料棕色外觀。在此類實施態樣中,氣溶膠產生材料之顏色可類似於包含氣溶膠產生材料之氣溶膠產生組成物中之其他組分的顏色。在一些實施態樣中,對氣溶膠產生材料添加著色劑使得其在視覺上與氣溶膠產生組成物中之其他組分無法區分。
著色劑可在形成氣溶膠產生材料期間(例如當形成包含形成氣溶膠產生材料之材料的漿料時)併入,或可在其形成之後施加至氣溶膠產生材料(例如藉由將其噴塗至氣溶膠產生材料上)。
在一些實施態樣中,(棕色)木漿係作為填充劑存在,著色劑可因此為非必要的。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生組成物另外包含活性物質,俾使氣溶膠產生組成物包含氣溶膠產生材料及活性物質。舉例而言,在一些情況下,氣溶膠產生組成物額外包含菸鹼。在一些情況下,氣溶膠產生組成物可包含5-60wt% (以乾重為基準計算)之菸鹼。在一些情況下,氣溶膠產生組成物可包含自約1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%或25wt%至約70wt%、60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%或30wt% (以乾重為基準計算)之活性物質。在一些情況下,氣溶膠產生組成物可包含自約1wt%、2wt%、3wt%或4wt%至約20wt%、18wt%、15wt%或12wt%(以乾重為基準計算)之菸鹼。舉例而言,氣溶膠產生組成物可包含1-20wt%、2-18wt%或3-12wt%之菸鹼。
氣溶膠產生組成物之填充值可藉由氣溶膠產生材料之填充值、組成物中之任何其他材料之填充值及組成物中之材料的相對比率來確定。因此可估算組成物之填充值。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生組成物具有至少約2 cm 3/g、2.5 cm 3/g、3 cm 3/g、3.5 cm 3/g、4 cm 3/g、4.5 cm 3/g或5 cm 3/g之填充值。在一些實施態樣中,該填充值係小於約6 cm 3/g、6.5 cm 3/g、7 cm 3/g、7.5 cm 3/g、8 cm 3/g、8.5 cm 3/g、9 cm 3/g、9.5 cm 3/g或10 cm 3/g。在一些實施態樣中,氣溶膠產生組成物具有自約2 cm 3/g至約7.5 cm 3/g、自約3 cm 3/g至約7 cm 3/g、自約3.5 cm 3/g至約6 cm 3/g、自約4 cm 3/g至約6 cm 3/g或自約5 cm 3/g至約6 cm 3/g之填充值。在其他實施態樣中,氣溶膠產生組成物具有自約3 cm 3/g至約10 cm 3/g、自約4 cm 3/g至約9.5 cm 3/g、自約4.5 cm 3/g至約9 cm 3/g或自約5 cm 3/g至約9 cm 3/g之填充值。
在一些情況下,氣溶膠產生材料可包含植物性萃取物。氣溶膠產生材料可包含約1 wt%、3 wt%、5 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%、30 wt%、35 wt%或40 wt%至約30 wt%、35 wt%、40 wt%、50 wt%、60 wt%、65 wt %或70 wt%之植物性萃取物(均以乾重為基準計算)。在例示性實施態樣中,氣溶膠產生材料包含1-70 wt%、5-60 wt%或10-50 wt%之植物性萃取物(均以乾重為基準計算)。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料可包含10-40 wt%、10-35 wt%、15-30 wt%之植物性萃取物(均以乾重為基準計算)。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料可包含10-70 wt%、20-65 wt%、40-60 wt%之植物性萃取物(均以乾重為基準計算)。此等量表示氣溶膠產生材料中之植物性萃取物的總量。
植物性萃取物可包含天然含有金屬(例如鈣或鎂)離子(亦即存在離子而不是添加的)之植物性萃取物或由天然含有金屬(例如鈣或鎂)離子(亦即存在離子而不是添加的)之植物性萃取物組成。在一些實施態樣中,植物性萃取物天然含有鈣離子。植物性萃取物(botanical extract)亦可描述為植物萃取物(plant extract)。
在本文使用時,術語「植物性萃取物」包括衍生自植物的任何材料的萃取物,包括但不限於萃取物、葉、樹皮、纖維、莖、根、種子、花、果實、花粉、外皮、殼或類似物。或者,植物性萃取物可包含以合成方式獲得之天然存在於植物性藥材中的活性化合物。植物性藥材之實例為菸草、桉、八角茴香、大麻、可可、大麻、茴香、檸檬草、薄荷、留蘭香、路易博士茶、甘菊、亞麻、生薑、銀杏、榛樹、木槿、月桂、甘草(licorice, liquorice)、抹茶、瑪黛、橘皮、番木瓜、玫瑰、鼠尾草、綠茶或紅茶、百里香、丁香、肉桂、咖啡、大茴香子(大茴香)、羅勒、月桂葉、小豆蔻、芫荽、小茴香、肉豆蔻、牛至、辣椒粉、迷迭香、番紅花、薰衣草、檸檬皮、薄荷、杜松、接骨木花、香草、冬青、紫蘇、薑黃、薑黃、檀香、芫荽葉、佛手柑、橙花、桃金娘、黑醋栗、纈草、甘椒樹、肉豆蔻乾皮、達米安、馬喬蓮、橄欖、檸檬香脂、檸檬羅勒、細香蔥、葛縷子、馬鞭草、龍蒿、天竺葵、桑葚、人參、茶氨酸、苦茶鹼、瑪咖、南非醉茄、達米阿那、瓜拿納、葉綠素、猴麵包樹或其任何組合。薄荷可選自於以下薄荷品種:野薄荷(Mentha Arventis)、薄荷(Mentha c.v.)、埃及薄荷(Mentha niliaca)、胡椒薄荷(Mentha piperita)、檸檬胡椒薄荷(Mentha piperita citrata c.v.)、巧克力薄荷(Mentha piperita c.v.)、皺葉薄荷(Mentha spicata crispa)、心葉薄荷(Mentha cardifolia)、歐薄荷(Memtha longifolia)、鳳梨薄荷(Mentha suaveolens variegate)、唇萼薄荷(Mentha pulegium)、綠薄荷(Mentha spicata c.v.),以及蘋果薄荷(Mentha suaveolens)。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含顆粒狀植物性材料。氣溶膠產生材料可包含約1 wt%、3 wt%、5 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%、30 wt%、35 wt%或40 wt%至約30 wt%、35 wt%、40 wt%、50 wt%、60 wt%、65 wt %或70 wt%之顆粒狀植物性材料(均以乾重為基準計算)。在例示性實施態樣中,氣溶膠產生材料包含1-70 wt%、5-60 wt%、10-50 wt%或30-40 wt%之顆粒狀植物性材料(均以乾重為基準計算)。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料包含除植物性萃取物以外的額外活性劑。在一些實施態樣中,活性劑包含菸鹼。在一實施態樣中,活性物質包含咖啡因、褪黑激素或維生素B12。
在一些實施態樣中,活性物質可包含一或多個大麻之成分、衍生物或萃取物,諸如一或多個大麻鹼或萜烯。
大麻鹼係一類天然或合成化合物,其作用於在大腦中抑制神經傳遞素釋放之細胞中大麻鹼受體(亦即CB1及CB2)。大麻素可為天然發生(植物性大麻素),來自於植物 (如大麻)、動物(內源性大麻素)或人工製造(合成大麻素)。大麻物種表現至少85種不同的植物大麻鹼,且分成亞類,包括大麻萜酚(cannabigerol)、大麻環萜酚(cannabichromene)、大麻二酚、四氫大麻酚、大麻酚及大麻二醇以及其他大麻鹼。大麻中發現之大麻鹼包括但不限於:大麻萜酚(CBG)、大麻環萜酚(CBC)、大麻二酚(CBD)、四氫大麻酚(THC)、大麻酚(CBN)、大麻二醇(CBDL)、大麻環酚(CBL)、次大麻酚(CBV)、四氫次大麻酚(THCV)、次大麻二酚(CBDV)、次大麻色烯(CBCV)、次大麻萜酚(CBGV)、大麻萜酚單甲醚(CBGM)、大麻橙花酸(cannabinerolic acid)、大麻二酚酸(CBDA)、大麻酚丙基變異體(CBNV)、二羥基大麻酚(CBO)、四氫大麻酚酸(THCA)及四氫次大麻酚酸(THCV A)。
在一些實施態樣中,活性物質可包含大麻鹼,諸如大麻二酚(CBD)。氣溶膠產生材料及/或氣溶膠產生組成物可包含酸。該酸可為有機酸。在此等實施態樣中之一些中,酸可為單質子酸、二質子酸及三質子酸中之至少一者。在一些此類實施態樣中,酸可含有至少一個羧基官能基。在一些此類實施態樣中,酸可為α-羥基酸、羧酸、二羧酸、三羧酸及酮酸中之至少一者。在一些此類實施態樣中,酸可為α-酮酸。
在一些此類實施態樣中,酸可為丁二酸、乳酸、苯甲酸、檸檬酸、酒石酸、反丁烯二酸、乙醯丙酸、乙酸、蘋果酸、甲酸、山梨酸、苯甲酸、丙酸及丙酮酸之至少一者。
合適地,酸為乳酸。在其他實施態樣中,酸為苯甲酸。在其他實施態樣中,酸可為無機酸。在此等實施態樣中之一些中,酸可為礦酸(mineral acid)。在一些此類實施態樣中,酸可為硫酸、鹽酸、硼酸及磷酸中之至少一者。在一些實施態樣中,酸為果糖衍酸及/或丙酮酸。
在一些實施態樣中,酸選自乳酸、苯甲酸及果糖衍酸。
在氣溶膠產生組成物包含菸鹼之實施態樣中,包括酸為尤其較佳的。酸之存在可減少或實質上防止在漿料乾燥期間菸鹼之蒸發,藉此減少在製造期間菸鹼之損失。在存在菸鹼時,酸之存在亦可改良氣溶膠之風味及作用。舉例而言,菸鹼的粗糙感可藉由酸之存在而降低。
氣溶膠產生材料及氣溶膠產生組成物實質上不含菸草。「實質上不含」意謂該材料及組成物包含小於1wt%,諸如小於0.5wt%之菸草(以乾重為基準)。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料及氣溶膠產生組成物不含菸草。
氣溶膠產生材料可由凝膠製成,且此凝膠可額外包含溶劑,以0.1-50wt%包括。然而,包括風味劑可溶解於其中之溶劑可能降低凝膠穩定性且風味劑可能自凝膠中結晶出來。如此一來,在一些情況下,凝膠不包括風味劑可溶解於其中之溶劑。
本發明之一態樣係關於一種物件(在本文中亦稱為消耗品)。消耗品為一種物件,其部分或全部旨在由使用者在使用期間消耗。消耗品可包含氣溶膠產生組成物或由氣溶膠產生組成物組成。消耗品可包含一或多個其他元件,諸如過濾器或氣溶膠改性物質。消耗品可包含加熱元件,其發熱以致使氣溶膠產生組成物在使用中產生氣溶膠。加熱元件可例如包含可燃材料,或可包含可藉由以變動磁場之穿透而可加熱的承熱器(susceptor)。
本發明之物件可以任何合適的形狀提供。在一些實例中,物件係作為桿狀物(例如實質上為圓柱形)提供。作為桿狀物提供之物件可包括氣溶膠產生組成物。
承熱器為可藉由變動磁場,諸如交變磁場之穿透而可加熱的材料。加熱材料可為導電材料,使得變動磁場對加熱材料之穿透致使加熱材料之感應加熱。加熱材料可為磁性材料,使得變動磁場對加熱材料之穿透致使加熱材料之磁滯加熱。加熱材料可同時具有導電性及磁性,使得加熱材料可藉由二種加熱機制而可加熱。
感應加熱係導電物體藉由以變動磁場穿透該物體來加熱的方法。該方法由法拉第感應定律(Faraday's law of induction)及歐姆定律(Ohm's law)描述。感應加熱器可包含電磁鐵及用於使諸如交流電之變動電流通過該電磁鐵的裝置。當合適相對地定位該電磁鐵及欲加熱物體使得由該電磁鐵產生之變動磁場穿透該物體時,在該物體內部產生一或多個渦流。該物體具有阻止電流流動之電阻。因此,當在該物體中產生此類渦流時,彼等對抗該物體之電阻的流動致使該物體被加熱。此方法稱為焦耳、歐姆或電阻加熱。
在一些實施態樣中,承熱器呈閉路形式。已發現,當感受器呈閉路形式時,在使用時感受器與電磁體之間的磁耦合增強,從而產生更大或經改良之焦耳加熱。
磁滯加熱係藉由以變動磁場穿透該物體來加熱由磁性材料製成之物體的方法。磁性材料可被視為包含許多原子級磁鐵或磁偶極子。當磁場穿透此類材料時,該等磁偶極子與該磁場對齊。因此,當例如由電磁體產生之變動磁場,諸如交變磁場穿透磁性材料時,磁偶極子之定向隨著變動的所施加磁場改變。該磁偶極子重新定向致使熱在該磁性材料中產生。
當物體可導電且具有磁性時,以變動磁場穿透該物體可在該物體中產生焦耳加熱及磁滯加熱兩者。此外,使用磁性材料可加強磁場,其可強化焦耳加熱。
在上述方法之各者中,因為在該物體本身內而非由外加熱源藉由熱傳導產生熱,所以可特別地透過選擇合適物體材料及幾何形狀以及相對該物體之合適變動磁場大小及方位來達成在該物體中之快速溫度上升及更均勻熱分布。此外,因為感應加熱及磁滯加熱不需要在該變動磁場源與該物體間提供實體連接,所以設計自由度及對該加熱分布曲線之控制可更大且成本可更低。
本發明之一態樣提供一種非可燃性氣溶膠供給系統,該系統包含如本文所描述之物件及非可燃性氣溶膠供給裝置,該非可燃性氣溶膠供給裝置包含加熱器,該加熱器經組配以加熱但不燃燒氣溶膠產生物件。非可燃性氣溶膠供給系統亦可稱為氣溶膠產生總成。非可燃性氣溶膠供給裝置可稱為氣溶膠產生設備。
在一些情況下,在使用時,加熱器可在不燃燒之下將氣溶膠產生材料加熱至等於或低於350℃,諸如在120℃與350℃之間之溫度。在一些情況下,加熱器在使用時可在不燃燒之下將氣溶膠產生組成物加熱至140℃與250℃之間或220℃與280℃之間。在使用中的一些情況下,實質上所有的氣溶膠產生材料距該加熱器係小於約4 mm、3 mm、2 mm或1 mm。在一些情況下,該材料經配置在距加熱器約0.010 mm至2.0 mm之間,合適地在約0.02 mm至1.0 mm之間,合適地為0.1mm至0.5mm。在一些情況下,氣溶膠產生材料的表面可直接鄰接加熱器。
加熱器經組配以加熱但不燃燒氣溶膠產生物件及因此氣溶膠產生組成物。在一些情況下,加熱器可為薄膜電阻性加熱器。在其他情況下,加熱器可包含感應加熱器或其類似者。加熱器可為可燃熱源或化學熱源,其在使用時經歷產熱之放熱反應。氣溶膠產生總成可包含複數個加熱器。加熱器可藉由電池供電。
氣溶膠產生物件可額外包含冷卻元件及/或過濾器。若存在,則冷卻元件可作用為或作為冷卻氣態或氣溶膠組分。在一些情況下,其可作用以冷卻氣態組分,俾使彼等冷凝形成氣溶膠。其亦可作用以將非可燃性氣溶膠供給裝置之極熱的部件與使用者隔開。若存在,則過濾器可包含此技術中已知之任何適合過濾器,諸如乙酸纖維素塞。
在一些情況下,氣溶膠產生總成可為加熱不燃燒裝置。亦即,其可含有固體氣溶膠產生材料(且無液體氣溶膠產生材料)。一種加熱不燃燒裝置係揭示於WO 2015/062983 A2,其以全文引用之方式併入本文中。
氣溶膠產生物件(其在本文中可稱為物件、匣盒或消耗品)可經調整以用於THP或另一氣溶膠產生裝置中。在一些情況下,該物件可額外包含過濾器及/或冷卻元件(上文已描述)。在一些情況下,氣溶膠產生物件可藉由諸如紙之包裹材料環繞。
氣溶膠產生物件可額外包含通氣孔隙。此等可設置於物件之側壁中。在一些情況下,通氣孔隙可設置於過濾器及/或冷卻元件中。此等孔隙可允許冷空氣在使用期間吸入物件中,其可與經加熱揮發組分混合,藉此冷卻氣溶膠。
通氣係增強在使用中加熱時從物件產生的可見之經加熱揮發組分。經加熱揮發組分係藉由將經加熱揮發組分冷卻以俾使發生經加熱揮發組分之過度飽和的過程而變得可見。經加熱揮發組分隨後經歷液滴形成,另外被稱為成核作用,並且最終經加熱揮發組分之氣溶膠粒子之大小藉由經加熱揮發組分之進一步冷凝及從經加熱揮發組分新形成之液滴之凝聚而增加。
在一些情況下,冷空氣與經加熱揮發組分及冷空氣之總和的比例,已知稱為通氣比例係至少15%。15%之通氣比例使得經加熱揮發組分能夠藉由如上所述之方法來變得可見。經加熱揮發組分之可見性使得使用者能夠識別已經產生經揮發組分並增添吸煙體驗之感官體驗。
在另一實例中,通氣比例在50%與85%之間以為經加熱揮發組分提供額外冷卻。在一些情況下,通氣比例可為至少60%或65%。
參看圖1及圖2,展示氣溶膠產生物件101之實例的部分剖示截面圖及透視圖。物件101適用於與具有電源及加熱器之裝置一起使用。此實施態樣的物件101尤其適合於與下文所描述之圖5至圖7中所展示的裝置1一起使用。在使用時,物件101在裝置1之插入點20處以可移除方式插入至圖5所展示之裝置中。
一個實例之物件101之形式為實質上圓柱形桿狀物,其包括形式為桿狀物之氣溶膠產生組成物103之主體及過濾器總成105。氣溶膠產生組成物包含本文所描述之氣溶膠產生材料。
過濾器總成105包括三個區段:冷卻區段107、過濾器區段109及口端區段111。物件101具有第一端113,亦稱為口端或近端,及第二端115,亦稱為遠端。氣溶膠產生組成物103之主體朝向物件101之遠端115定位。在一個實例中,冷卻區段107係毗鄰氣溶膠產生組成物103之主體而定位於氣溶膠產生組成物103之主體與過濾器區段109之間,俾使冷卻區段107與氣溶膠產生組成物103及過濾器區段103呈鄰接關係。在其他實例中,在氣溶膠產生組成物103之主體與冷卻區段107之間及在氣溶膠產生組成物103之主體與過濾器區段109之間可有一間隔。過濾器區段109定位於冷卻區段107與口端區段111之間。口端區段111朝向物件101之近端113定位,毗鄰過濾器區段109。在一個實例中,過濾器區段109與口端區段111呈鄰接關係。在一些實施態樣中,過濾器總成105之總長度在37 mm與45 mm之間,更佳地,過濾器總成105之總長度係41 mm。
在一個實例中,氣溶膠產生組成物103之桿狀物之長度在34 mm與50 mm之間,合適地,長度在38 mm與46 mm之間,合適地,長度係42 mm。
在一個實例中,物件101之總長度在71 mm與95 mm之間,合適地在79 mm與87 mm之間,合適地係83 mm。
氣溶膠產生組成物103之主體之一軸向端在物件101之遠端115處可見。然而,在其他實施態樣中,物件101之遠端115可包含覆蓋氣溶膠產生組成物103之主體之軸向端的一末端構件(未顯示)。
氣溶膠產生組成物103之主體藉由環形接裝紙(未顯示)接合至過濾器總成105,該環形接裝紙實質上圍繞過濾器總成105之圓周定位以環繞過濾器總成105且部分地沿著氣溶膠產生組成物103之主體的長度延伸。在一個實例中,該接裝紙係由58GSM標準接裝原紙製成。在一個實例中,接裝紙具有介於42 mm與50 mm之間,合適地為46 mm之長度。
在一個實例中,冷卻區段107為環形管並且圍繞冷卻區段內之氣隙來定位,並且界定冷卻區段內之一氣隙。該氣隙提供一腔室,該腔室供由氣溶膠產生組成物103之主體產生之經加熱揮發組分流動。冷卻區段107係中空的,以提供用於氣溶膠積聚之一腔室,同時亦足夠堅硬以承受在製造期間以及在將物件101插入至裝置1中期間在使用時可能產生的軸向壓縮力及彎曲力矩。在一個實例中,冷卻區段107之壁之厚度係大約0.29mm。
冷卻區段107提供氣溶膠產生組成物103與過濾器區段109之間的實體位移。藉由冷卻區段107來提供之實體位移將在跨冷卻區段107之長度提供熱梯度。在一個實例中,冷卻區段107經組配以提供進入冷卻區段107之第一端之經加熱揮發組分與離開冷卻區段107之第二端之經加熱揮發組分之間的至少40攝氏度之溫差。在一個實例中,冷卻區段107經組配以提供進入冷卻區段107之第一端之經加熱揮發組分與離開冷卻區段107之第二端之經加熱揮發組分之間的至少60攝氏度之溫差。跨冷卻元件107之長度的此溫差保護溫度敏感性過濾器區段109免受氣溶膠產生組成物103在由裝置1之加熱時之高溫影響。若在過濾器區段109與氣溶膠產生組成物103之主體及裝置1之加熱元件之間沒有提供實體位移,則溫度敏感性過濾器區段109在使用時可能會損壞,因而不能有效地執行其所需的功能。
在一個實例中,冷卻區段107之長度係至少15mm。在一個實例中,冷卻區段107之長度在20mm與30mm之間,更尤其23mm至27mm,更尤其25mm至27mm,合適地為25mm。
冷卻區段107係由紙製成,此意謂該冷卻區段係由當在使用時毗鄰裝置1之加熱器時不會產生有疑慮的化合物,例如毒性化合物的材料構成。在一個實例中,冷卻區段107由提供中空內部腔室而亦保持機械剛性之螺旋捲繞紙管來製造。螺旋捲繞紙管能夠滿足高速製造過程關於管長度、外徑、圓度及平直度的嚴格尺寸精度要求。
在另一實例中,冷卻區段107係為從剛性濾嘴捲紙或接裝紙建置之凹槽。剛性濾嘴捲紙或接裝紙被製造為具有足以承受在製造期間且在將物件101插入至裝置1中期間在使用時可能出現的軸向壓縮力及彎曲力矩的剛性。
過濾器區段109可由足以移除來自氣溶膠產生材料之經加熱揮發成分中的一或多個揮發化合物的任何過濾器材料形成。在一個實例中,過濾器區段109係由單乙酸酯材料,諸如乙酸纖維素製成。過濾器區段109提供經加熱揮發組分之冷卻及刺激減少,而不將經加熱揮發組分之數量消耗至令使用者不滿意之位準。
在一些實施態樣中,一膠囊(未例示)可設置於過濾器區段109中。其可實質上居中地安置於過濾器區段109,跨過濾器區段109直徑且沿過濾器區段109長度兩者。在其他情況下,其可在一或多個維度上偏置。膠囊可在一些情況下(若存在)含有揮發性組分,諸如調味劑或氣溶膠產生劑。
過濾器區段109之乙酸纖維素絲束材料的密度控制跨過濾器區段109之壓降,其繼而控制物件101的抽吸阻力。因此,過濾器區段109之材料之選擇在控制物件101之抽吸阻力中係至關重要。此外,過濾器區段在物件101中執行過濾功能。
在一個實例中,過濾器區段109由8Y15級過濾絲束材料製成,其對經加熱揮發材料提供過濾效應,同時亦減小由經加熱揮發材料產生之經冷凝氣溶膠液滴之大小。
過濾器區段109之存在係藉由為離開冷卻區段107之經加熱揮發組分提供進一步冷卻來提供絕緣效應。此進一步冷卻效應減少使用者之嘴唇在過濾器區段109之表面上的接觸溫度。
在一個實例中,過濾器區段109之長度在6mm至10mm之間,合適地為8mm。
口端區段111係一環形管並且圍繞口端區段111內之氣隙來定位,並且界定口端區段111內之氣隙。氣隙為從過濾器區段109流出之經加熱揮發組分提供一腔室。口端區段111係中空的,以提供用於氣溶膠積聚之一腔室,同時亦足夠堅硬以承受在製造期間以及在將物件插入至裝置1中期間在使用時可能產生的軸向壓縮力及彎曲力矩。在一個實例中,口端區段111之壁之厚度係大約0.29mm。在一個實例中,口端區段111之長度在6mm至10mm之間,合適地為8mm。
口端區段111可由提供中空內部腔室而亦保持關鍵機械剛性之螺旋捲繞紙管來製造。螺旋捲繞紙管能夠滿足高速製造過程關於管長度、外徑、圓度及平直度的嚴格尺寸精度要求。
口端區段111提供防止在過濾器區段109之出口處積聚之任何液體冷凝物與使用者直接接觸的功能。
應瞭解,在一個實例中,口端區段111及冷卻區段107可由單一管形成且過濾器區段109定位在此管內,隔開口端區段111與冷卻區段107。
參看圖3及圖4,展示物件301之實例的部分剖示截面及透視圖。圖3及4展示之符號與圖1及2顯示之符號等效,但是具有200之增量。
在圖3及4展示之物件301之實例中,在物件301中提供通氣區域317,以使空氣能夠從物件301之外部流至物件301之內部。在一個實例中,通氣區域317採用之形式為貫穿物件301之外部層所形成之一或多個通氣孔317。通氣孔可定位於冷卻區段307中,以有助於物件301之冷卻。在一個實例中,通氣區域317包含一或多列孔,並且較佳地,在實質上垂直於物件301之縱向軸線之橫截面中,各列之孔圍繞物件301沿圓周配置。
在一個實例中,存在一至四列之間之通氣孔以提供物件301之通氣。各列之通氣孔可具有在12至36個之間之通氣孔317。通氣孔317之直徑可例如在100至500µm之間。在一個實例中,多排通氣孔317之間的軸向間隔在0.25 mm至0.75 mm之間,合適地為0.5 mm。
在一個實例中,通氣孔317具有均一之大小。在另一個實例中,通氣孔317之大小不同。通氣孔可使用任何合適技術來製成,例如,以下技術中之一或多者:雷射技術、冷卻區段307之機械穿孔或在冷卻區段307形成到物件301中之前之預穿孔。通氣孔317係經定位以為物件301提供有效冷卻。
在一個實例中,通氣孔317之列係定位於距物件之近端313至少11mm,合適地距物件301之近端313之17mm與20mm之間。通氣孔317之位置係定位成俾使物件301在使用時使用者不會擋住通氣孔317。
如圖6及圖7中可見,當物件301完全插入於裝置1中時,提供距物件301之近端313之17mm至20mm之間的多列通氣孔使得通氣孔317能夠定位於裝置1外部。藉由將通氣孔定位於裝置外部,未經加熱之空氣能夠自裝置1外部經由通氣孔進入物件301,以有助於物件301之冷卻。
冷卻區段307之長度係俾使當物件301完全插入至裝置1中時,冷卻區段307將部分地插入至裝置1中。冷卻區段307之長度提供在裝置1之加熱器配置與熱敏過濾器配置309之間提供實體間隙的第一功能,以及使通氣孔317能夠定位於冷卻區段中而同時當物件301完全插入至裝置1中時亦定位在裝置1外部的第二功能。如自圖6及圖7可見,冷卻元件307之大部分係定位於裝置1內。然而,冷卻元件307之一部分延伸出裝置1。通氣孔317係定位於冷卻元件307之延伸出裝置1的此部分中。
現在更詳細地參看圖5至圖7,展示有裝置1之一實例,該裝置經配置以加熱氣溶膠產生組成物以揮發氣所述溶膠產生組成物之至少一組分,通常用以形成可吸入之氣溶膠。裝置1為藉由加熱而非燃燒氣溶膠產生組成物來釋放化合物的加熱裝置。
第一端3在本文中有時稱作裝置1之口端或近端3,第二端5在本文中有時稱作裝置1之遠端5。裝置1具有開/關按鈕7以允許裝置1整體上依使用者所需而開啟及關閉。
裝置1包含用於定位及保護裝置1之各種內部組件的外殼9。在所示實例中,外殼9包含單體套管11,其包圍裝置1之周長,該單體套管封端有頂部面板17且封端有底部面板19,該頂部面板一般定義裝置1之「頂部」,該底部面板一般定義裝置1之「底部」。在另一實例中,除了頂部面板17及底部面板19以外,外殼包含前面板、後面板及一對相對的側面板。
頂部面板17及/或底部面板19可以可移除方式固定至單體套管11,以允許容易進入裝置1之內部,或可以「永久地」固定至單體套管11,例如以阻止使用者進入裝置1之內部。在一實例中,面板17及19由塑膠材料製成,包括例如藉由排出成型形成之玻璃填充耐綸,單體套管11由鋁製成,然而可使用其他材料及其他製造方法。
裝置1之頂部面板17在裝置1之口端3處具有開口20,在使用中,包括氣溶膠產生組成物之物件101、301由使用者經由該開口插入至裝置1中且自裝置1移除。
外殼9具有定位或固定在其中之加熱器配置23、控制電路系統25及電源27。在此實例中,加熱器配置23、控制電路系統25及電源27側向相鄰(亦即,在從一端觀察時係相鄰的),並且控制電路系統25係一般定位在加熱器配置23與電源27之間,然而其他位置係可能的。
控制電路系統25可包括控制器,諸如微處理器配置,其經組配且經配置以控制物件101、301中之氣溶膠產生組成物之加熱,如下文進一步論述。
電源27可為例如電池,其可為可再充電電池或不可再充電電池。合適電池之實例包括例如鋰離子電池、鎳電池(諸如鎳-鎘電池)、鹼性電池及/或類似者。電池27電耦接至加熱器配置23以在需要時且在控制電路系統25之控制下供應電力以加熱物件中之氣溶膠產生組成物(如所論述,以使氣溶膠產生材料揮發而不會使氣溶膠產生組成物燃燒)。
側向相鄰於加熱器配置23來定位電源27之優點為可使用實體上大的電源25而不會導致裝置1整體過長。如將理解,一般而言,實體上大的電源25具有較高容量(亦即,可供應之總電能,通常以安培小時或類似者為單位測量),且因此裝置1之電池壽命可較長。
在一實例中,加熱器配置23通常為中空圓柱形管的形式,具有中空內部加熱室29,包含該氣溶膠產生材料的物件101、301可插入其中,以在使用中加熱。加熱器配置23之不同配置係可能的。舉例而言,加熱器配置23可包含單一加熱元件或可由沿著加熱器配置23之縱向軸線對齊之多個加熱元件形成。該或各個加熱元件可為環形或管形,或圍繞其圓周為至少部分環形或部分管形的。在一實例中,該或各個加熱元件可為薄膜加熱器。在另一實例中,該或各個加熱元件可由陶瓷材料製成。合適陶瓷材料的實例包括氧化鋁及氮化鋁及氮化矽陶瓷,其可層疊及燒結。其他加熱配置係可能的,包括例如藉由發射紅外線輻射來加熱之電感性加熱、紅外加熱器元件,或藉由例如電阻性電氣繞組來形成之電阻性加熱元件。
在一個特定實例中,加熱器配置23由不銹鋼支撐管支撐且包含聚醯亞胺加熱元件。加熱器配置23經設定尺寸以使得當物件101、301插入於裝置1中時,實質上整個物件101、301之氣溶膠產生組成物103、303之主體係插入至加熱器配置23中。
該或各個加熱元件可經配置成使得氣溶膠產生材料的選定區域可獨立地經加熱,例如視需要依次(隨著時間,如上所論述)或一起(同時)經加熱。
在此實例中,加熱器配置23沿著其長度之至少一部分藉由熱絕緣體31包圍。絕緣體31有助於減少自加熱器配置23傳遞至裝置1之外部的熱。此有助於降低加熱器配置23之功率需求,因為其總體上減少熱量損耗。絕緣體31亦有助於在加熱器配置23之操作期間使裝置1之外部保持冷卻。在一個實例中,絕緣體31可為雙壁套管,該雙壁套管在套管之兩個壁之間提供低壓區域。亦即,絕緣體31可為例如「真空」管,亦即,已至少部分地抽空以便將藉由傳導及/或對流之傳熱降低至最低限度的管。絕緣體31之其他配置係可能的,包括除了雙壁套管以外或代替雙壁套管,使用絕熱材料,包括例如合適發泡體類型材料。
外殼9可更包含用於支撐所有內部組件以及加熱配置23的各種內部支撐結構37。
裝置1更包含套環33及大致上管狀腔室35,該套環圍繞開口20延伸且自該開口突出至外殼9之內部,該管狀腔室位於套環33與真空套管31之一端之間。腔室35更包含冷卻結構35f,在此實例中,該冷卻結構包含沿著腔室35之外表面間隔開的複數個冷卻翼片35f,並且各個冷卻翼片圍繞腔室35之外表面沿圓周配置。當在中空腔室35之長度的至少部分上方插入於裝置1中時,在該中空腔室35與物件101、301之間存在氣隙36。在冷卻區段307之至少一部分上方,氣隙36圍繞物件101、301之全部圓周。
套環33包含複數個脊部60,該等脊部圍繞開口20之外周沿圓周配置並且突出至開口20中。該等脊部60佔據開口20內之空間以俾使在脊部60之位置處之開口20之開口跨度小於在沒有脊部60之位置處之開口20之開口跨度。脊部60係經組配以與插入至裝置中的物件101、301嚙合以輔助將其緊固於裝置1內。藉由相鄰對之脊部60及物件101、301來界定之開口空間(圖中未顯示)形成圍繞物件101、301之外部的通氣路徑。此等通氣路徑允許已自物件101、301逸出之熱蒸氣離開裝置1,且允許冷卻空氣在氣隙36中圍繞物件101、301流入裝置1中。
在操作中,物件101、301以可移除方式插入至裝置1之插入點20中,如圖5至7中所展示。特定言之參看圖6,在一個實例中,位於物件101、301之遠端115、315處的氣溶膠產生組成物103、303之主體全部收納於裝置1之加熱器配置23內。物件101、301之近端113、313自裝置1延伸且充當用於使用者之菸嘴總成。
在操作中,加熱器配置23將加熱物件101、301以自氣溶膠產生組成物103、303之主體揮發氣溶膠產生組成物之至少一組分。
來自氣溶膠產生組成物103、303之主體的經加熱揮發組分之主要流動路徑係軸向經由物件101、301,經由冷卻區段107、307內部之腔室,經由過濾器區段109、309,經由口端區段111、313到達使用者。在一個實例中,由氣溶膠產生組成物之主體產生的經加熱揮發組分之溫度在60℃與250℃之間,其可高於使用者之可接受吸入溫度。當經加熱揮發組分行進穿過冷卻區段107、307時,經加熱揮發組分會冷卻,並且一些經揮發組分將在冷卻區段107、307之內部表面上冷凝。
在圖3及4展示之物件301之實例中,冷卻空氣將能夠透過在冷卻區段307中形成之通氣孔317進入冷卻區段307。此冷卻空氣將與經加熱揮發組分混合以為經加熱揮發組分提供額外之冷卻。
本發明之另一態樣提供一種製造包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料,諸如本文所述之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物之方法。
該方法可更包含: (a)形成一混合物,包含一溶劑、一氣溶膠產生劑、一可交聯黏合劑、任擇地一填充劑及任擇地一活性劑及/或調味劑及/或一酸; (b)經由一噴嘴排出該混合物,俾使該混合物以一速度移動;以及 (c)使排出之該混合物與包含一交聯劑之一溶液接觸,其中該混合物之該速度在與該溶液接觸時降低了。
該方法可更包含: (a)形成一混合物,包含一溶劑;一氣溶膠產生劑;一黏合劑,選自由以下組成之群:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合;任擇地一填充劑;及任擇地一活性劑及/或一調味劑及/或一酸; (b)經由一噴嘴排出該混合物,俾使該混合物以一速度移動;以及 (c)使排出之該混合物與包含一交聯劑之一溶液接觸,其中該混合物之該速度在與該溶液接觸時降低了。
步驟(a)包含形成包含氣溶膠產生材料或其前驅物之組分及溶劑(通常為水)之混合物或漿料。在步驟(a)中形成的漿料或混合物因此包含可交聯黏合劑(亦即,存在於本發明之材料中的交聯黏合劑之前驅物)、氣溶膠產生劑及任擇地填充劑、活性劑及/或風味劑及/或酸。可交聯黏合劑可包含果膠、ι-鹿角菜膠及/或結蘭膠。混合物或漿料可以本文給出之與氣溶膠產生材料的組成物相關的以乾重為基準之任何比例包含此等組分。
步驟(b)包含經由一噴嘴排出混合物。噴嘴形狀可決定藉由本發明之方法形成的材料之橫截面。在一些實施態樣中,噴嘴具有圓形形狀。在此情況下,最終材料之橫截面將為圓形或實質上圓形的。在本文使用時,術語「噴嘴」可與術語「孔口」或「孔隙」互換使用。
在一些實施態樣中,噴嘴具有自約0.05 mm、0.2 mm、0.5 mm、1.5 mm或1.5 mm至約4 mm、3.0 mm、2.5 mm或1.5 mm之直徑。在一些實施態樣中,噴嘴具有自約0.05至約4 mm、自約0.5至約4 mm、自約1.0至約3.0 mm或自約1.5至約2.5 mm之直徑。
在一些實施態樣中,噴嘴具有自約0.05 mm、0.1 mm、0.2 mm或0.3 mm至約3.0 mm、2.0 mm、1.0 mm或0.7 mm之直徑。在一些實施態樣中,噴嘴具有自約0.05至約3.0 mm、自約0.1至約2.0 mm、自約0.2至約2.0 mm或自約0.3至約0.7 mm之直徑。
於本文使用時,術語「排出」亦意欲涵蓋術語「擠壓」及「分配」。因此,在一些實施態樣中,步驟(b)包括經由一噴嘴分配混合物。在一些實施態樣中,步驟(b)包括經由一噴嘴擠出混合物。
在從噴嘴排出混合物後,其具有一速度。此速度可藉由重力賦予,亦即因為混合物自噴嘴排出至其可下降之介質(例如空氣)中。可替代地及/或另外,速度可藉由排出製程賦予,亦即因為混合物被迫通過噴嘴而將動力學能量賦予該混合物。混合物通常以連續之材料流或材料流動的形式排出。
在一些實施態樣中,混合物係從噴嘴排出至諸如空氣之氣體介質中。
可藉由將混合物排出至直接位於包含交聯劑之溶液上方的諸如空氣之介質中而與交聯劑接觸,重力(任擇地連同所施加以從噴嘴排出混合物之任何力)使混合物與溶液接觸。
或者,混合物可藉由以力排出混合物而與包含交聯劑之溶液接觸。在此情況下,噴嘴可定位於該溶液之直接上方,但是亦可及/或可替代地定位於該溶液之側邊或甚至該溶液下方。噴嘴的方向(亦即混合物最初排出之方向)與溶液表面之間的角度可改變。當噴嘴定位於溶液之直接上方時,此角度為90°。當噴嘴直接於溶液之側邊(亦即平行於溶液)時,此角度為0°。在一個實施態樣中,此角度為90°。在另一個實施態樣中,此角度小於約90°且大於約0°。在一些實施態樣中,此角度係自約10°至約85°、自約20°至約80°、或自約30°至約75°。
因此,在一個態樣中,噴嘴係定位於包含交聯劑之溶液的表面之直接上方。然而,此可能不是必要的,若混合物被迫從噴嘴排出,則使得其在排出後不會直接向下移動。
在一些實施態樣中,噴嘴係定位於距包含交聯劑之溶液的表面上方自約0.5至約100 cm之距離處,諸如自約1至約50 cm或自約2至約20 cm。若噴嘴與溶液表面之間的距離增加,則所得非線形股線之直徑可能減小。將噴嘴定位於距溶液表面超過本文所揭示之範圍之距離處可能因此產生相較於噴嘴直徑之直徑顯著減小之非線形股線。
在一些實施態樣中,選擇用於容納包含交聯劑之溶液與容器的數量,俾使在衝擊點處之溶液深度係至少約1 cm、2 cm、3 cm或5 cm,且可小於約50 cm、30 cm、20 cm或10 cm,在一些實施態樣中,在衝擊點處之溶液深度係自約1至約50 cm、自約2至約30 cm或自約3至約10 cm。
噴嘴可為固定的,或可在混合物排出時移動。舉例而言,當該混合物被排出時,該噴嘴可在該包含交聯劑的溶液之表面上方移動。或者,噴嘴可為固定的,且包含交聯劑之溶液可在排出混合物時移動。在製程期間使噴嘴及/或溶液之至少一者移動可能是有利的,其中整體製程係連續的,此可幫助防止個別股線重疊。
在一些實施態樣中,噴嘴可以一系列脈衝排出混合物。舉例而言,步驟(c)可包含在選定時間間隔暫停從噴嘴排出混合物。此方法可避免或降低對切割股線之需求。可藉由時間間隔之長度決定股線之長度。一般而言,時間間隔越長,股線越長。
步驟(c)使排出之混合物與包含交聯劑之溶液接觸,其中該混合物之該速度在與該溶液接觸時降低了。
一旦材料與交聯劑接觸,可交聯黏合劑將交聯,藉此形成交聯黏合劑。不希望受理論束縛,據信當排出之混合物與包含交聯劑之溶液接觸時,黏合劑立即交聯。據信此與由混合物對溶液之衝擊所引起之速度降低組合會致使形成本發明之非線形股線或凝膠纖維。因此,步驟(c)之結果係形式為非線形股線或凝膠纖維之氣溶膠產生材料,亦即如本文所定義之氣溶膠產生材料。
在一些實施態樣中,包含交聯劑之溶液係提供於一容器中,排出之混合物係下降及/或被迫排出至該容器中。在一些實施態樣中,在混合物被排出之後並且在其以一定速度移動的同時,將溶液噴塗或以其他方式施加至混合物上,其中所排出混合物與交聯溶液之間的接觸致使所排出混合物的速度之所欲降低。
交聯劑係以包含交聯劑之溶液形式用於本方法。在一些實施態樣中,溶液係包含水及交聯劑之水溶液。一般而言,交聯劑係以過量存在於溶液中,俾使在黏合劑交聯之後仍餘留交聯劑。在一些實施態樣中,溶液中之交聯劑之濃度可在自約0.01 M至約2.0 M、自約0.3 M至約1.5 M或自約0.5 M至約1.0 M之範圍內。
合適的交聯劑及其量係闡述如上。舉例而言,漿料可包含海藻酸鈉、海藻酸鉀或海藻酸銨作為黏合劑之前驅物,並可使用包含鈣源(諸如甲酸鈣、乙酸鈣或乳酸鈣)之定型劑或交聯劑來形成海藻酸鈣凝膠或黏合劑。
海藻酸鹽為海藻酸的衍生物,通常為高分子量聚合物 (10至600 kDa)。海藻酸為β-D-甘露醣醛酸(M)和α-L-葡萄醣醛酸(G)單元(嵌段)經(1,4)-糖苷鍵連接在一起而形成的多醣共聚物。添加鈣陽離子後,海藻酸鹽交聯形成凝膠。具有高G單體含量的海藻酸鹽若添加鈣源更容易形成凝膠。因此,在一些情況下,凝膠前驅物可包含海藻酸鹽,其中海藻酸鹽共聚物中至少約40%、45%、50%、55%、60%或70%的單體單元為α-L-葡萄醣醛酸(G)單元。
在一些實施態樣中,步驟(c)中之溶液更包含調味劑、活性劑、氣溶膠產生劑(例如甘油)及植物性萃取物中之一或多者。在一些實施態樣中,調味劑為水溶性。
當存在時,此等組分中之各者可進入(例如擴散至)本發明之非線形股線或凝膠纖維。
因此,步驟(c)之結果可為包含調味劑、活性劑、氣溶膠產生劑(例如甘油)及植物性萃取物中之一或多者之氣溶膠產生材料。
所得非線形股線中之額外組分(例如植物性萃取物)之量可能取決於材料與溶液接觸多久而變化。一般而言,材料與溶液之間的接觸時間越長,所得非線形股線中之調味劑、活性劑、氣溶膠產生劑(例如甘油)及/或植物性萃取物之量越大。因此,非線形股線中之調味劑、活性劑、氣溶膠產生劑(例如甘油)及/或植物性萃取物之量可藉由材料與溶液之間的接觸時間來控制。在一些實施態樣中,材料與溶液之間的接觸時間可小於約120秒。在一些實施態樣中,材料與溶液之間的接觸時間可在自約5秒至約120秒、自約10秒至約60秒或自約10秒至約30秒之範圍內。
在一些實施態樣中,溶液除了交聯劑以外更包含植物性萃取物。合適的植物性萃取物係闡述於上。植物性萃取物可能含有金屬(例如鈣)離子,其可能導致可交聯黏合劑交聯。如此一來,可能需要較少的交聯劑。在一些實施態樣中,溶液中之植物性萃取物之濃度可在自約20 wt.%至約90 wt.%、自約25 wt.%至約75 wt.%或自約30 wt.%至約50 wt.%之範圍內。
由於植物性萃取物之任何金屬(例如鈣)離子含量,將植物性萃取物添加至步驟(a)中之混合物可能導致可交聯黏合劑之早期交聯。此可能導致在步驟(b)與(c)之經由噴嘴排出及接觸溶液之前,在步驟(a)期間之混合物或漿料的非所欲交聯。此可能阻止漿料經由噴嘴排出且因此阻止形成非線形股線。
當形成含有植物性萃取物之材料時,因此有利的是在步驟(a)中形成不包含植物性萃取物的漿料,並將該漿料排出至包含植物性萃取物之溶液中。此方法亦可減少溶液中所需之可交聯黏合劑之量。
在一些實施態樣中,步驟(c)中之溶液更包含氣溶膠產生材料的另一組分,其隨後可以與植物性萃取物相同之方式擴散至氣溶膠產生材料中。舉例而言,除植物性萃取物及/或氣溶膠產生劑(例如甘油)之外,溶液可更包含調味劑,諸如水溶性調味劑及/或活性劑。
或者,可能所欲的是在溶液中包括氣溶膠產生材料之一組分(例如氣溶膠產生劑),以便防止該組分在與溶液接觸時自該材料擴散或損失。舉例而言,任擇地以實質上相同或相同濃度在溶液中包括在與步驟(a)中形成之混合物中相同之氣溶膠產生劑。此可防止或減少在製造方法期間且尤其在步驟(c)中材料與溶液接觸時之氣溶膠產生劑之損失。
在一個實施態樣中,溶液中之氣溶膠產生劑的濃度與混合物中之氣溶膠產生劑的濃度係實質上相同或相同。在此情況下,最終氣溶膠產生材料中之氣溶膠產生劑的濃度將與混合物中之氣溶膠產生劑的濃度相同或實質上相同。
相對而言,若溶液中之氣溶膠產生劑的濃度低於混合物中之氣溶膠產生劑的濃度,則由於在與溶液接觸時氣溶膠產生劑之擴散,最終氣溶膠產生材料中之氣溶膠產生劑的濃度將低於混合物中之氣溶膠產生劑的濃度。類似地,若溶液中之氣溶膠產生劑的濃度高於混合物中之氣溶膠產生劑的濃度,則最終氣溶膠產生材料中之氣溶膠產生劑的濃度將高於混合物中之氣溶膠產生劑的濃度。
在一些實施態樣中,氣溶膠產生劑被包括在溶液中。在一些實施態樣中,相同的氣溶膠產生劑係如同在混合物中被包括在溶液中。在一些實施態樣中,溶液包含自約1 wt%、3wt%、5wt%、10wt%、15wt%或20wt%至約80wt%、60wt%、50wt%、40 wt%或30 wt%之氣溶膠產生劑。在一些實施態樣中,溶液包含10-45wt%、20-40wt%或30-40wt%之氣溶膠產生劑。在其他實施態樣中,氣溶膠產生材料包含10-45wt%、10-40wt%或15-30wt%之氣溶膠產生劑。
在一些實施態樣中,溶液包含氣溶膠產生劑之一量,該量為約15 wt%以內的混合物中之氣溶膠產生劑之量,諸如約10 wt%以內、在約5 wt%以內或約1 wt%以內。
本發明之方法可更包含: (d)將步驟(c)中形成之該材料(例如形式為非線形股線之交聯材料)與包含該交聯劑之該溶液分離;以及 (e)乾燥該材料。
將材料與包含交聯劑之溶液分離之步驟(d)可包含以手動方式例如經由過濾或篩分將材料從溶液移除。
本文所述之方法可為連續或分批方法,但一般為連續方法。
乾燥步驟(e)可包含任何合適乾燥方法,包括但不限於紅外(IR)加熱、習用加熱、熱風衝擊、導電加熱及微波加熱。導電加熱可包含加熱放置材料之表面。該表面可為例如金屬或金屬合金(例如不鏽鋼)帶。該表面本身可加熱(例如其為加熱器之表面)或可間接地經加熱。舉例而言,該表面可例如使用蒸汽從下方加熱。在一些實施態樣中,乾燥步驟(e)係使用帶式乾燥器進行。
在一些情況下,乾燥步驟(e)可從漿料中移除自約50wt%、60wt%、70wt%、80wt%或90wt%至約80wt%、90wt%或95wt% (WWB)之水。
乾燥可在合適溫度下,例如室溫(25℃)至約200℃,諸如自約50℃至約150℃或自約100℃至約130℃進行。熟習此項技術者應瞭解,較高溫度可允許加快乾燥時間,但可能會更耗能。在一些實施態樣中,材料係乾燥自約30秒至約10分鐘,諸如自約1分鐘至約5分鐘,諸如自約2分鐘至約4分鐘。
在一些情況下,乾燥步驟(e)可將股線中之各者的平均直徑減小至少約20%,諸如約20%與約90%之間或約30%與約70%之間。
在步驟(e)期間,材料可經加熱以移除至少約60 wt%、70 wt%、80 wt%、85 wt%或90 wt%之溶劑,其通常為水。
在乾燥步驟(e)之後,氣溶膠產生材料可具有如上文所定義之含水量。特別地,氣溶膠產生材料可具有1wt%至15wt% (WWB)。合適地,氣溶膠產生材料的含水量可為自約5wt%、7wt%或9wt%至約15wt%、13wt%、11wt%、9 wt%或8 wt% (以濕重為基準)(WWB)。在一些實施態樣中,氣溶膠產生材料具有小於約9 wt% (WWB),諸如小於約8 wt% (WWB)之含水量。氣溶膠產生材料之含水量可例如藉由使用導熱偵測器(GC-TCD)之卡爾-費歇爾滴定法(Karl-Fischer-titration)或氣相層析法測定。
在一些情況下,佔漿料或混合物之一部分的溶劑可基本上由水組成或由水組成。在一些情況下,漿料或混合物可包含自約50wt%、60wt%、70wt%、80wt%或90wt%之溶劑(WWB)。
在溶劑係由水組成之情況下,漿料之乾重含量可與氣溶膠產生材料之乾重含量相符。因此,結合本發明之漿料態樣,明確地揭示本文中關於固體材料之討論。特定而言,上文界定氣溶膠產生材料之組分及其量的態樣及實施態樣比照適用於本發明之漿料及本發明之方法。
本發明之方法亦可包含將非線形股線切割成所欲自由長度。此步驟可在乾燥之前或之後發生。所欲自由長度可如上文所闡述。
在一些實施態樣中,該材料係於乾燥步驟(e)之前經切割成複數個非線形股線。在乾燥材料之前將材料切割成複數個非線形股線(各自短於最初形成之非線形股線)可減小材料之纏結,其繼而可使材料更容易加工及/或併入至物件中。
在一些實施態樣中,非線形股線可經配置以形成網或網格樣結構。在一些實施態樣中,非線形股線可經接合或編織在一起以形成氣溶膠產生材料之薄片。此類結構可藉由在乾燥之前、期間及/或之後將該等股線配置成網或網格(例如柵格形成)之形狀而形成。
在另一態樣中,本發明亦提供一種藉由本發明之方法可獲得或所獲得之氣溶膠產生組成物,該氣溶膠產生組成物包含氣溶膠產生材料。上文界定氣溶膠產生材料之組分及其量的態樣及實施態樣比照適用於本發明之此另一態樣。
根據本發明之一態樣,提供一種使用如本文中所描述之非可燃性氣溶膠供給系統產生氣溶膠的方法。在一些實施態樣中,該方法包含將氣溶膠產生組成物加熱至低於或等於350℃之溫度。在一些實施態樣中,該方法包含將氣溶膠產生組成物加熱至自約220℃至約280℃之溫度。在一些實施態樣中,該方法包含在使用期間內將氣溶膠產生組成物之至少一部分加熱至自約220℃至約280℃之溫度。
如本文中所使用之「使用工作階段」係指使用者使用非可燃性氣溶膠供給系統之單個時段。使用工作階段開始於第一次將電力供應至存在於加熱總成中之至少一個加熱單元的時刻。該裝置將在自使用工作階段開始起已過去一段時間之後準備好使用。使用工作階段結束於無電力供應至氣溶膠產生裝置中之加熱元件中之任一者的時刻。使用工作階段之結束可與吸煙物件耗盡之時刻(每次吸吐中之總顆粒狀物質產量(mg)將被使用者認為不可接受地低的時刻)一致。該工作階段將具有多次吸吐之持續時間。該工作階段可具有小於7分鐘或6分鐘或5分鐘或4分30秒或4分鐘或3分30秒之持續時間。在一些實施態樣中,使用工作階段可具有2至5分鐘或3至4.5分鐘或3.5至4.5分鐘或合適地為4分鐘之持續時間。工作階段可藉由使用者致動裝置上之按鈕或開關來起始,從而使至少一個加熱元件之溫度開始升高。
除非另外明確陳述,否則本文中所描述之所有重量百分比(標示為wt%)皆以乾重為基準(DWB)計算。所有重量比亦皆以乾重為基準來計算。以乾重為基準給出之重量係指除水以外的全部漿料或氣溶膠產生組成物或氣溶膠產生材料,並可包括本身在室溫及壓力下為液體的組分,諸如甘油。相對而言,以濕重為基準(WWB)給出之重量百分比係指所有組分,包括水。
為了避免疑慮,在本說明書中,在將術語「包含」用於定義本發明或本發明之特徵時之情況下,亦揭露可使用術語「基本上由…組成」或「由…組成」代替「包含」來定義本發明或特徵之實施態樣。提及材料「包含」某些特徵意謂彼等特徵包括於材料中、含於材料中或容納於材料內。
關於本發明之一個態樣所描述之任何特徵明確地與本文中所描述之任何其他態樣組合揭示。 例示性實施態樣
本發明之另外實施態樣係如以下: 實施態樣1. 一種包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草。 實施態樣2. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含:一氣溶膠產生劑;及一交聯黏合劑。 實施態樣2a. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含: -一氣溶膠產生劑;以及 -一黏合劑,選自由以下組成之群:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合。 實施態樣3. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.05 mm至約3 mm之一直徑。 實施態樣4. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.3 mm至約2.5 mm之一直徑。 實施態樣5. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.5至約1.5 mm之一直徑。 實施態樣6. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.7至約1.1 mm之一直徑。 實施態樣7. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.1至約2 mm之一直徑。 實施態樣8. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.2至約1.1 mm之一直徑。 實施態樣9. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.3至約0.6 mm之一直徑。 實施態樣10. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.05 mm至約3 mm之一厚度。 實施態樣11. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.3 mm至約2.5 mm之一厚度。 實施態樣12. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.5至約1.5 mm之一厚度。 實施態樣13. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.7至約1.1 mm之一厚度。 實施態樣14. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者之直徑與厚度的比例係自約1:2至約2:1。 實施態樣15. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者之直徑與厚度的比例係自約3:2至約2:3。 實施態樣16. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者之直徑與厚度的比例係約1:1。 實施態樣17. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.1至約2 mm之一厚度。 實施態樣18. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.2至約1.1 mm之一厚度。 實施態樣19. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.3至約0.6 mm之一厚度。 實施態樣20. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約8 mm至約200 mm之一未捲繞長度。 實施態樣20a. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約10 mm至約200 mm之一未捲繞長度。 實施態樣21. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約20 mm至約100 mm之一未捲繞長度。 實施態樣22. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約30 mm至約50 mm之一未捲繞長度。 實施態樣23. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約2 mm至約35 mm之一捲繞長度。 實施態樣24. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約3 mm至約25 mm之一捲繞長度。 實施態樣25. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約6 mm至約23 mm之一捲繞長度。 實施態樣26. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約8 mm至約22 mm之一捲繞長度。 實施態樣27. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約11 mm至約20 mm之一捲繞長度。 實施態樣28. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該未捲繞長度係大於該捲繞長度。 實施態樣29. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係至少約1.2。 實施態樣30. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係至少約1.3。 實施態樣31. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係至少約1.5。 實施態樣32. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係至少約2.0。 實施態樣33. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係小於約10。 實施態樣34. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係小於約8。 實施態樣35. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係小於約6。 實施態樣36. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係自約1.2至約10。 實施態樣37. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係自約1.5至約5。 實施態樣38. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係自約2至約5。 實施態樣39. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線之各者之該未捲繞長度與直徑之間的比例係自約5至約200。 實施態樣40. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線之各者之該未捲繞長度與直徑之間的比例係自約10至約100。 實施態樣41. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線之各者之該未捲繞長度與直徑之間的比例係自約20至約50。 實施態樣42. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個股線之抗拉強度在自約0.1 N至約3.0 N之範圍內。 實施態樣43. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個股線之抗拉強度在自約0.2 N至約2.0 N之範圍內。 實施態樣44. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中各個股線之抗拉強度在自約0.3 N至約1.0 N之範圍內。 實施態樣45. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約2 cm 3/g至約7.5 cm 3/g之一填充值。 實施態樣46. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約3 cm 3/g至約7 cm 3/g之一填充值。 實施態樣47. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約3.5 cm 3/g至約6 cm 3/g之一填充值。 實施態樣48. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約4 cm 3/g至約6 cm 3/g之一填充值。 實施態樣48a. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約3 cm 3/g至約10 cm 3/g之一填充值。 實施態樣48b. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約4 cm 3/g至約9.5 cm 3/g之一填充值。 實施態樣48c. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約4.5 cm 3/g至約9 cm 3/g之一填充值。 實施態樣48d. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約5 cm 3/g至約9 cm 3/g之一填充值。 實施態樣49. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約1至約80 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣50. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約5至約60 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣51. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約10至約50 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣52. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約10至約45 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣53. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約20至約40 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣54. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約30至約40 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣55. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生材料,其中該氣溶膠產生材料包含自約10至約40 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣56. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生材料,其中該氣溶膠產生材料包含自約15至約30 wt%之氣溶膠產生劑。 實施態樣57. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生劑包含甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,3-丁二醇、丁四醇、內消旋-丁四醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、檸檬酸三乙酯、三乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯混合物、苯甲酸苯甲酯、苯基乙酸苯甲酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸丙烯酯之一或多者。 實施態樣58. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生劑包含甘油。 實施態樣59. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約1至約60 wt%之黏合劑。 實施態樣60. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約5至約50 wt%之黏合劑。 實施態樣61. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約6至約40 wt%之黏合劑。 實施態樣62. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約7至約20 wt%之黏合劑。 實施態樣63. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該黏合劑包含交聯海藻酸鹽及/或果膠及/或ι-鹿角菜膠。 實施態樣64. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該黏合劑包含ι-鹿角菜膠,基本上由ι-鹿角菜膠組成,或由ι-鹿角菜膠組成。 實施態樣65. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料實質上不含纖維素黏合劑。 實施態樣66. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料實質上不含羧甲基纖維素。 實施態樣66a. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含一交聯黏合劑及一非交聯黏合劑。 實施態樣67. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含一或多個填充劑。 實施態樣68. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約1至約60 wt%之填充劑。 實施態樣69. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約1至約50 wt%之填充劑。 實施態樣70. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約5至約45 wt%之填充劑。 實施態樣71. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約10至約40 wt%之填充劑。 實施態樣72. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約18至約35 wt%之填充劑。 實施態樣73. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約20至約30 wt%之填充劑。 實施態樣74. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約1至約70 wt%之填充劑。 實施態樣75. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約10至約65 wt%之填充劑。 實施態樣76. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約20至約60 wt%之填充劑。 實施態樣77. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約30至約60 wt%之填充劑。 實施態樣78. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生材料,其中該氣溶膠產生材料包含自約40至約60 wt%之填充劑。 實施態樣78a. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約10至約80 wt%之填充劑。 實施態樣78b. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約20至約70 wt%之填充劑。 實施態樣78c. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約30至約65 wt%之填充劑。 實施態樣78d. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約40至約65 wt%之填充劑。 實施態樣79. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含小於約70 wt%之填充劑。 實施態樣80. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含小於約60 wt%之填充劑。 實施態樣81. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含小於約50 wt%之填充劑。 實施態樣82. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含小於約30 wt%之填充劑。 實施態樣83. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含小於約20 wt%之填充劑。 實施態樣84. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含小於約10 wt%之填充劑。 實施態樣85. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該填充劑為一纖維狀有機填充劑材料,選自木漿、大麻纖維、纖維素或纖維素衍生物,諸如微晶纖維素(MCC)、奈米晶纖維素及/或研磨纖維素。 實施態樣86. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該填充劑包含木漿、MCC及/或研磨纖維素。 實施態樣87. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該填充劑不包含木漿。 實施態樣87a.如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中氣溶膠產生材料具有小於約9 wt%之一含水量。 實施態樣87b. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中氣溶膠產生材料具有小於約8 wt%之一含水量。 實施態樣88. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其更包含一或多個額外的活性物質及/或風味劑,以及任擇地一或多個其他功能性材料。 實施態樣88a. 如實施態樣88之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物具有自約3 cm 3/g至約10 cm 3/g之一填充值。 實施態樣88b. 如實施態樣88之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物具有自約4 cm 3/g至約9.5 cm 3/g之一填充值。 實施態樣88c. 如實施態樣88之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物具有自約4.5 cm 3/g至約9 cm 3/g之一填充值。 實施態樣88d. 如實施態樣88之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物具有自約5 cm 3/g至約9 cm 3/g之一填充值。 實施態樣89. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其更包含一或多個其他功能性材料。 實施態樣90. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,該一或多個其他功能性材料包含pH調節劑、著色劑、防腐劑、黏合劑、填充劑、安定劑及/或抗氧化劑之一或多者。 實施態樣91. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物, 其中該其他功能性材料包含一或多個填充劑。 實施態樣92. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該填充劑選自無機填充劑材料、木漿、大麻纖維、纖維素及纖維素衍生物。 實施態樣93. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物不包含碳酸鈣,諸如白堊。 實施態樣94. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約50-100 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣95. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約50-95 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣96. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約50-90 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣97. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約60-100 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣98. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約60-95 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣99. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約60-90 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣100. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約70-100 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣101. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約70-95 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣102. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其包含自約70-90 wt% (WWB)之該氣溶膠產生材料。 實施態樣102A. 如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物,其由該氣溶膠產生材料組成,或基本上由該氣溶膠產生材料組成。 實施態樣103. 一種供用於非可燃性氣溶膠供給裝置中之消耗品,該消耗品包含如任何前述實施態樣之氣溶膠產生組成物。 實施態樣104. 一種非可燃性氣溶膠供給系統,其包含如實施態樣103之消耗品及非可燃性氣溶膠供給裝置。 實施態樣105. 如實施態樣103之供用於非可燃性氣溶膠供給裝置中之消耗品或如實施態樣104之非可燃性氣溶膠供給系統,其中該非可燃性氣溶膠供給裝置為一加熱不燃燒裝置。 實施態樣106. 一種製造如實施態樣1至102中任一者之氣溶膠產生組成物之方法,該方法包含: (a)形成一混合物,包含 -一氣溶膠產生劑; -一可交聯黏合劑; -任擇地一填充劑; -任擇地一活性劑及/或調味劑;以及 -一溶劑; (b)經由一噴嘴排出該混合物,俾使該混合物以一速度移動;以及 (c)使排出之該混合物與包含一交聯劑之一溶液接觸,其中該混合物之該速度在與該溶液接觸時降低了。 實施態樣107. 如實施態樣106之方法,其中步驟(c)中之該溶液更包含一調味劑、一活性劑、一氣溶膠產生劑(例如甘油)及一植物性萃取物中之一或多者。 實施態樣108. 如實施態樣106或107之方法,其中步驟(c)中之該溶液更包含一氣溶膠產生劑(例如甘油)及/或一植物性萃取物。 實施態樣109. 如實施態樣106至108中任一實施態樣之方法,其中步驟(c)中之該溶液更包含與存在於步驟(a)中之該混合物相同之該氣溶膠產生劑。 實施態樣110. 如實施態樣109之方法,該方法更包含: (d)將步驟(c)形成之該材料與包含該交聯劑之該溶液分離; 實施態樣111. 如實施態樣110之方法,該方法更包含: (e)乾燥該材料。 實施態樣112. 如實施態樣106至111中任一者之方法,其中該溶劑為水。 實施態樣113. 一種藉由如實施態樣106至112中任一者之方法可獲得之氣溶膠產生材料。 實施例
材料係於22±1°C及60±2%RH中調節48hs。 實施例1
凝膠漿料係於10L Robot Coupe攪拌機(R 10 V.V Robot Coupe)中製得。將具有70-80 SR之Schopper Riegler的木漿加至水中以形成水與3 wt%木漿之混合物。以600RPM之速度在5分鐘之內緩慢添加海藻酸鹽。隨後在5分鐘之內緩慢地將研磨纖維素加至該漿料混合物中。接著加入甘油,與水混合,其在2分鐘之內加入。將最終凝膠漿料再混合10分鐘,之後將其倒入燒杯中。隨後使用頂置攪拌機緩慢攪拌此漿料混合物。該凝膠漿料具有15%之固體含量。
所得到的漿料包含木漿(7.5wt%)、海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(50wt%)及研磨纖維素(35wt%) (所有重量百分比均以乾重為基準)。
使用620S Watson Marlow蠕動泵,使用2.0 mm圓形噴嘴將該凝膠漿料泵送至0.06M甲酸鈣浴溶液中。駐留時間係0分鐘(網格托盤中的凝膠股線立即被移除)並使該凝膠股線於70℃乾燥3小時。
一旦乾燥,將股線分成四個批次。一個批次未經切割(材料1),而其餘三個則被切割成1、2和3cm切割長度(分別為材料2、3及4)。
使用拉伸/壓縮儀器Instron 68TM-5 (TCT_004),使用Bluehill Universal軟體來測量選自該等材料之個別股線的抗拉強度。欲測試之非線形股線係以目視方式選自巨量樣本材料,以避免與樣本之其餘部分集結成團且具有約4至6 cm之捲繞長度。將股線從樣本材料之其餘部分切出。所測試之股線之實施例係展示於圖13。
Keyence VHX-6000 (DMI_001)係用於測量該等股線的捲繞及未捲繞長度。一實例股線係展示於圖14。應用選擇性取樣技術而非隨機取樣。以目視方式選擇股線,以避免與樣本之其餘部分集結成團。將股線從樣本之其餘部分切出。
以牛頓(N)為單位測試的拉力及捲繞/未捲繞長度之結果處理於下表1至4。 表1 :抗拉強度結果
材料1 材料2 材料3 材料4
股線 抗拉強度(N)
1 0.83 0.51 0.48 0.40
2 1.02 0.95 0.23 0.43
3 1.63 0.65 0.35 0.71
4 2.01 0.55 0.41 0.41
5 0.39 0.31 0.30 0.25
6 0.55 0.39 0.35 0.41
7 1.60 0.51 0.21 0.28
8 0.39 1.99 0.62 0.63
9 0.51 0.23 0.46 0.94
10 0.39 0.35 0.25 0.32
11 0.58 0.23 0.79 0.82
12 0.62 0.45 0.16 0.35
13 0.48 0.22 0.24 1.74
14 0.47 1.11 0.37 0.27
15 0.37 0.22 0.59 0.69
16 0.32 0.49 0.46 0.35
17 0.28 0.46 0.30 0.23
18 0.37 0.37 0.21 0.41
19 0.36 0.64 0.40 0.19
20 1.57 0.62 0.77 0.48
21 0.32 0.37 0.39 0.48
22 0.39 0.38 0.39 0.33
23 0.32 0.33 0.24 0.16
24 0.49 0.21 0.31 0.26
25 0.49 0.33 0.36 0.48
平均 0.67 0.51 0.38 0.48
Min 0.28 0.21 0.16 0.16
Max 2.01 1.99 0.79 1.74
表2 :捲繞長度結果
材料1 材料2 材料3 材料4
股線 捲繞長度(mm)
1 16.32 9.54 8.42 14.48
2 15.19 9.82 14.77 17.43
3 12.02 9.56 9.12 17.15
4 12.26 10.69 14.88 12.81
5 13.10 10.43 16.71 16.68
6 10.92 6.58 12.99 14.91
7 15.03 9.76 14.48 17.14
8 13.24 9.92 15.97 15.34
9 16.41 8.85 10.63 17.61
10 15.25 8.06 15.65 16.37
11 13.16 9.60 18.45 13.25
12 16.31 7.77 15.76 19.89
13 16.19 17.08 14.50 11.45
14 15.91 9.64 17.49 18.84
15 17.42 8.81 15.09 16.29
16 12.34 14.10 11.04 14.08
17 15.23 18.67 15.12 10.54
18 18.90 12.28 11.14 17.08
19 13.41 8.55 16.62 11.84
20 11.77 14.24 18.40 17.85
21 17.92 13.75 17.32 19.29
22 20.43 18.57 11.71 12.19
23 15.67 17.73 15.51 14.40
24 15.28 19.23 18.79 15.56
25 12.24 14.97 7.24 11.13
平均 14.88 11.93 14.31 15.34
Min 10.92 6.58 7.24 10.54
Max 20.43 19.23 18.79 19.89
表3 :未捲繞長度結果
材料1 材料2 材料3 材料4
股線 未捲繞長度(mm)
1 63.49 22.52 24.63 24.77
2 49.54 37.03 44.94 45.96
3 51.24 24.30 39.00 38.45
4 31.23 31.13 32.63 53.28
5 31.53 31.91 44.04 81.97
6 22.24 31.63 27.35 34.08
7 45.21 34.89 18.76 44.77
8 37.09 28.23 34.68 50.69
9 44.63 40.09 18.32 52.90
10 40.69 18.87 53.53 102.34
11 22.35 21.00 55.66 33.81
12 27.83 17.32 26.25 43.19
13 37.01 32.71 31.76 54.18
14 24.06 28.12 26.63 38.33
15 46.23 36.26 38.80 74.90
16 32.33 30.38 42.57 26.48
17 31.46 26.91 31.43 45.49
18 37.08 34.63 31.25 45.38
19 32.39 25.20 43.22 58.20
20 77.53 35.12 31.73 23.21
21 63.08 22.76 42.95 39.11
22 46.12 88.17 24.33 28.60
23 35.80 24.92 89.80 22.44
24 52.07 37.71 40.70 37.58
25 30.90 57.16 17.88 25.45
平均 40.53 32.76 36.51 45.02
Min 22.24 17.32 17.88 22.44
Max 77.53 88.17 89.80 102.34
表4 :未捲繞/ 捲繞結果
材料1 材料2 材料3 材料4
股線 未捲繞長度/捲繞長度(比例)
1 3.89 2.36 2.93 1.71
2 3.26 3.77 3.04 2.64
3 4.26 2.54 4.28 2.24
4 2.55 2.91 2.19 4.16
5 2.41 3.06 2.64 4.91
6 2.04 4.81 2.11 2.29
7 3.01 3.57 1.30 2.61
8 2.80 2.85 2.17 3.30
9 2.72 4.53 1.72 3.00
10 2.67 2.34 3.42 6.25
11 1.70 2.19 3.02 2.55
12 1.71 2.23 1.67 2.17
13 2.29 1.92 2.19 4.73
14 1.51 2.92 1.52 2.03
15 2.65 4.12 2.57 4.60
16 2.62 2.15 3.86 1.88
17 2.07 1.44 2.08 4.32
18 1.96 2.82 2.81 2.66
19 2.42 2.95 2.60 4.92
20 6.59 2.47 1.72 1.30
21 3.52 1.66 2.48 2.03
22 2.26 4.75 2.08 2.35
23 2.28 1.41 5.79 1.56
24 3.41 1.96 2.17 2.42
25 2.52 3.82 2.47 2.29
平均 3.89 2.36 2.93 1.71
Min 1.51 1.41 1.30 1.30
Max 6.59 4.81 5.79 6.25
實施例2
根據下表5之一系列材料(材料5至9)係藉由如下述般於 10L Robot Coupe攪拌器(R 10 V.V Robot Coupe)形成凝膠漿料來製得。將具有70-80 SR之Schopper Riegler的木漿加至水中以形成水與3 wt%木漿之混合物。以600RPM之速度在5分鐘之內緩慢添加海藻酸鹽。隨後在5分鐘之內緩慢地將研磨纖維素加至該漿料混合物中。接著加入甘油,與水混合,其在2分鐘之內加入。將最終凝膠漿料再混合10分鐘,之後將其倒入燒杯中。隨後使用頂置攪拌機緩慢攪拌此漿料混合物。該凝膠漿料具有15%之固體含量。
所產生的漿料包含木漿、海藻酸鹽algogel 6021、甘油及研磨纖維素,各個組分之百分比闡述於下表5。
使用620S Watson Marlow蠕動泵,使用2.0 mm、1.5 mm或0.5 mm直徑之圓形噴嘴將該凝膠漿料泵送至0.06M甲酸鈣浴溶液中。於該浴溶液中之駐留時間係0分鐘(網格托盤中的凝膠股線立即被移除),之後使該凝膠股線於70℃乾燥3小時。
一旦乾燥,將各個材料之該等股線分成4個批次並切割成1、2及3 cm切割長度(一個批次未經切割)。
隨後如上文說明般測量此等材料之填充值。結果展示於表5,其中給出之填充值為各個批次材料之三次重複的平均。 表5 :填充值結果
材料編號 噴嘴 大小(mm) 泵速度(RPM) 漿料組成物(DWB) 切割長度(cm) 填充值(cm 3/g)
5 2 8 木漿(7.5wt%)、海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(50wt%)、研磨纖維素(35wt%) 未切割 4.826
1 3.927
2 4.588
3 4.874
6 1.5 8 木漿(7.5wt%)、海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(50wt%)、研磨纖維素(35wt%) 1 4.043
2 4.424
3 4.494
7 2 8 木漿(10wt%)、海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(35wt%)、研磨纖維素(47.5wt%) 未切割 5.71
1 5.38
2 5.36
3 5.13
8 0.5 1 木漿(7.5wt%)、海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(50wt%)、研磨纖維素(35wt%) 未切割 4.442
1 4.279
2 4.439
3 4.453
9 0.5 1 木漿(10wt%)、海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(35wt%)、研磨纖維素(47.5wt%)、 未切割 5.204
1 4.921
2 4.927
3 4.754
亦測量包含50wt%之甘油、7wt%之木漿、7wt%之CMC及36wt%之研磨纖維素之已知比較氣溶膠產生材料的填充值。形式非為本發明之非線形股線之此比較材料的填充值經測量為2.696 cm 3/g。 實施例3
凝膠漿料係於10L Robot Coupe攪拌機(R 10 V.V Robot Coupe)中製得。以600RPM之速度在5分鐘之內緩慢將海藻酸鹽加至水。隨後在5分鐘之內緩慢地將研磨纖維素加至該漿料混合物中。隨後在5分鐘之內緩慢地將微晶纖維素(MCC)加至該漿料混合物中。接著加入甘油,與水混合,其在2分鐘之內加入。將最終凝膠漿料再混合10分鐘,之後將其倒入燒杯中。隨後使用頂置攪拌機緩慢攪拌此漿料混合物。
所得到的漿料包含海藻酸鹽algogel 6021 (7.5wt%)、甘油(20wt%)、研磨纖維素(50wt%)及MCC (22.5wt%) (所有重量百分比均以乾重為基準)。
使用620S Watson Marlow蠕動泵,使用0.5 mm圓形噴嘴將該凝膠漿料泵送至0.06M甲酸鈣浴溶液中。駐留時間係0分鐘(網格托盤中的凝膠股線立即被移除)並使該凝膠股線於70℃乾燥3小時。
如關於實施例1所述,Keyence VHX-6000 (DMI_001)係用於測量該等股線的捲繞及未捲繞長度。結果展示於下表6。 表6 :長度結果
樣本 捲繞長度(mm) 未捲繞長度(mm) 未捲繞/ 捲繞比例
1 6.54 23.31 3.56
2 5.35 15.81 2.96
3 4.79 11.55 2.41
4 3.74 15.13 4.05
5 4.70 20.66 4.40
6 3.97 10.70 2.70
7 4.83 9.84 2.04
8 6.12 33.72 5.51
9 3.74 13.83 3.70
10 8.00 26.75 3.34
11 4.21 8.44 2.00
12 5.28 19.09 3.62
13 6.51 12.63 1.94
14 5.15 18.04 3.50
15 6.33 16.83 2.66
16 15.40 17.99 1.17
17 8.93 24.72 2.77
18 8.19 9.33 1.14
19 3.84 12.55 3.27
20 4.81 8.91 1.85
平均 6.02 16.49 2.93
Min 3.74 8.44 1.14
Max 15.40 33.72 5.51
實施例4
形成了包含水、海藻酸鹽algogel 6021 (8wt%)、甘油(20wt%)、研磨纖維素(38wt%)、MCC (21wt%)及鹿角菜膠(13%)之漿料(所有重量百分比均以乾重為基準)。該漿料具有15%之固體含量。
使用0.8 mm或1.0 mm之圓形噴嘴將該漿料泵送至亦包含20 wt%甘油之甲酸鈣浴溶液中。
駐留時間係0分鐘(凝膠股線立即被移除)並使該凝膠股線於120ºC之熱通道乾燥2.5分鐘。
隨後如上文說明般測量此等材料之填充值。結果展示於表7。 表7 :填充值
樣本 噴嘴大小(mm) 填充值(cc/g)
1 0.8 8.321
2 1.0 8.492
實施例5
形成了包含水、海藻酸鹽algogel 6021 (8wt%)、甘油(20wt%)、研磨纖維素(38wt%)、MCC (21wt%)及鹿角菜膠(13%)之漿料(所有重量百分比均以乾重為基準)。該漿料具有15%之固體含量。
使用0.5 mm噴嘴(實施例5a)或0.6 mm噴嘴(實施例5b、5c及5d),將漿料泵送至亦包含不同量之甘油的0.06 M甲酸鈣溶液中。
駐留時間係30秒並使凝膠股線於120ºC之熱通道乾燥3.5分鐘。
藉由帶有火焰離子化偵測之氣相層析法(GC-FID)測量最終材料之甘油含量,結果呈現於下。以下就實施例5a、5b及5c給出之甘油含量為來自相同批次之三個股線之平均。 表8 :材料的甘油含量
實施例 漿料中的甘油含量(%) 交聯溶液中的甘油含量(%) 最終材料的甘油含量(%)
5a 20 0 6.7
5b 20 10 20.2
5c 20 20 23.4
5d 20 30 30.7
從以上結果可見,藉由在交聯溶液中包括氣溶膠產生劑(亦即甘油),有可能製造包含所欲位準之氣溶膠產生劑的材料。反之,在溶液中不包括氣溶膠產生劑的情況下,最終材料中之氣溶膠產生劑的位準相較於初始混合物係顯著降低。
1:裝置 3:第一端,口端,近端 5:第二端,遠端 7:開/關按鈕 9:外殼 11:單體套管 17:頂部面板,面板 19:底部面板,面板 20:插入點,開口 23:加熱器配置,加熱配置 25:控制電路系統 27:電源,電池 29:中空內部加熱室 31:熱絕緣體,絕緣體,真空套管 33:套環 35:管狀腔室,中空腔室,腔室 35f:冷卻結構,冷卻翼片 36:氣隙 37:內部支撐結構 60:脊部 101:氣溶膠產生物件,物件 103:氣溶膠產生組成物 105:過濾器總成 107:冷卻區段,冷卻元件 109:過濾器區段 111:口端區段 113:第一端,近端 115:第二端,遠端 301:物件 303:氣溶膠產生組成物 307:冷卻區段,冷卻元件 309:熱敏過濾器配置,過濾器區段 313:近端,口端區段 315:遠端 317:通氣區域,通氣孔
圖1展示氣溶膠產生物件之實例的截面圖。
圖2展示圖1之物件的透視圖。
圖3展示氣溶膠產生物件之實例的剖面正視圖。
圖4展示圖3之物件的透視圖。
圖5展示氣溶膠產生總成之實例的透視圖。
圖6展示氣溶膠產生總成之實例的截面圖。
圖7展示氣溶膠產生總成之實例的透視圖。
圖8及圖10展示本發明之氣溶膠產生材料的示意圖。
圖9展示圖8之氣溶膠產生材料之橫截面圖。
圖11展示本發明之氣溶膠產生材料(左)及形式為碎片之等效氣溶膠產生材料(右)的照片。
圖12展示本發明之氣溶膠產生材料的照片。
圖13展示本發明之一系列股線的照片。
圖14展示本發明之單一股線之試樣的顯微鏡影像。
101:氣溶膠產生物件,物件
103:氣溶膠產生組成物
105:過濾器總成
107:冷卻區段,冷卻元件
109:過濾器區段
111:口端區段
113:第一端,近端
115:第二端,遠端

Claims (29)

  1. 一種包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物實質上不含菸草。
  2. 如請求項1之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含一氣溶膠產生劑及一交聯黏合劑。
  3. 如請求項1或請求項2之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.05 mm至約3 mm之一直徑。
  4. 如請求項1至3中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約0.05 mm至約3 mm之一厚度。
  5. 如請求項1至4中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者之直徑與厚度的比例係自約1:2至約2:1。
  6. 如請求項1至5中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線中之各者具有自約20 mm至約100 mm之一未捲繞長度;及/或其中該等非線形股線中之各者具有自約3 mm至約25 mm之一捲繞長度,前提是該未捲繞長度係大於該捲繞長度。
  7. 如請求項1至6中任一項之氣溶膠產生組成物,其中各個非線形股線之該未捲繞長度與該捲繞長度之間的比例係至少約1.2,諸如自約1.2至約10。
  8. 如請求項1至7中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該等非線形股線之各者之該未捲繞長度與直徑之間的比例係自約5至約200。
  9. 如請求項1至8中任一項之氣溶膠產生組成物,其中各個股線之抗拉強度在自約0.1 N至約3.0 N之範圍內。
  10. 如請求項1至9中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料具有自約3 cm 3/g至約10 cm 3/g之一填充值。
  11. 如請求項1至10中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含: 自約1至約80 wt%之氣溶膠產生劑; 自約1至約60 wt%之交聯黏合劑; 任擇地自約1至約60 wt%之填充劑 任擇地自約1至約50 wt%之活性劑及/或一調味劑; 其中這些量係以乾重為基準計算。
  12. 如請求項1至11中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生劑包含甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,3-丁二醇、丁四醇、內消旋-丁四醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、檸檬酸三乙酯、三乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯混合物、苯甲酸苯甲酯、苯基乙酸苯甲酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸丙烯酯之一或多者,諸如其中該氣溶膠產生劑包含甘油。
  13. 如請求項1至12中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該黏合劑包含交聯海藻酸鹽及/或果膠。
  14. 如請求項1至13中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料實質上不含纖維素黏合劑;及/或其中該氣溶膠產生材料實質上不含羧甲基纖維素。
  15. 如請求項1至14中任一項之氣溶膠產生組成物,其中存在該填充劑,較佳地,其中該填充劑包含木漿、MCC及/或研磨纖維素。
  16. 如請求項15之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含自約5至約60wt%之量之填充劑。
  17. 如請求項1至16中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料更包含一交聯劑,諸如其中該交聯劑包含鈣離子,諸如其中該交聯劑包含乳酸鈣、乙酸鈣及/或甲酸鈣。
  18. 如請求項1至17中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含一活性劑,其中該活性劑為菸鹼。
  19. 如請求項1至18中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含一調味劑,其中該調味劑為薄荷醇。
  20. 如請求項1至19中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生材料包含一氣溶膠產生劑;一黏合劑,選自由以下組成之群:海藻酸鹽、果膠、鹿角菜膠(諸如ι-鹿角菜膠)、結蘭膠(諸如高醯基結蘭膠),及其組合;任擇地一或多個填充劑;及任擇地一活性劑及/或一調味劑及/或一酸。
  21. 如請求項1至20中任一項之氣溶膠產生組成物,其中該氣溶膠產生組成物包含該氣溶膠產生材料之經切碎或經切割的股線。
  22. 一種用於與非可燃性氣溶膠供給裝置一起使用之消耗品,該消耗品包含如請求項1至21中任一項之氣溶膠產生組成物。
  23. 一種非可燃性氣溶膠供給系統,其包含如請求項22之消耗品及一非可燃性氣溶膠供給裝置,其中當該消耗品與該非可燃性氣溶膠供給裝置一起使用時,該非可燃性氣溶膠供給裝置係經組配以自該消耗品產生氣溶膠。
  24. 如請求項23之系統,其中該非可燃性氣溶膠供給裝置包含一加熱器,該加熱器經組配以加熱但不燃燒該消耗品。
  25. 一種如請求項1至21中任一項之氣溶膠產生組成物的用途,其用於產生一氣溶膠。
  26. 一種製造如請求項1至21中任一項之氣溶膠產生組成物的方法,該方法包含: (a)形成一混合物,包含 一氣溶膠產生劑; 一可交聯黏合劑(任擇地包含果膠、ι-鹿角菜膠及/或結蘭膠); 任擇地一填充劑; 任擇地一活性劑及/或調味劑;以及 一溶劑; (b)經由一噴嘴排出該混合物,俾使該混合物以一速度移動;以及 (c)使排出之該混合物與包含一交聯劑之一溶液接觸,其中在與該溶液接觸時該混合物之該速度降低。
  27. 如請求項26之方法,其中該溶液包含一氣溶膠產生劑。
  28. 如請求項26或27之方法,該方法更包含: (d)將步驟(c)形成之該材料與包含該交聯劑之該溶液分離,任擇地該方法更包含:(e)乾燥該材料,任擇地其中該材料係於乾燥步驟(e)之前經切割成複數個非線形股線。
  29. 一種氣溶膠產生材料,其可藉由如請求項26至28中任一項之方法獲得。
TW112140220A 2022-10-20 2023-10-20 包含形式為一或多個非線形股線之氣溶膠產生材料的氣溶膠產生組成物 TW202421010A (zh)

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GB2215504.8 2022-10-20
GB2302868.1 2023-02-27
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