TWI786244B - 用於煙霧產生之感應可加熱消耗品 - Google Patents

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彼得 烏密斯特
安德魯 羅根
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Abstract

本發明揭示一種用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該消耗品(100)包括呈粒子形式之一第三煙霧形成基體(108)及呈複數個粒子之形式之一感受器，其中該感受器係用於獲得一剛性感受器(106)之一煙霧形成基體(102)及一感受器(104)之一組合，其中該剛性煙霧形成基體層具有大於該感受器層之剛性之一剛性。

Description

用於煙霧產生之感應可加熱消耗品
本發明係關於一種用於煙霧產生之感應可加熱消耗品。該消耗品尤其適用於用於煙霧產生之一感應加熱裝置中。本發明之實施例亦係關於一種製造感應可加熱消耗品及一煙霧產生裝置之方法。
近年來，加熱而非燃燒一可蒸發物質以產生用於吸入之一蒸氣的裝置已變得受消費者歡迎。
例如，在可電加熱吸煙裝置中，由含有作為煙霧形成劑之菸草粒子及甘油之一菸草薄片製成之一菸草塞物藉由一可加熱葉片加熱。在使用中，菸草塞物經推至葉片上，使得塞物材料與經加熱葉片緊密熱接觸。在煙霧產生裝置中，較佳地在並不如在習知香煙中燃燒菸草的情況下，加熱菸草塞物以使塞物材料中之揮發性化合物蒸發。然而，為了加熱一塞物之遠端周邊區以用於煙霧產生，靠近加熱葉片之材料需被過度加熱，使得葉片附近之菸草之燃燒無法完全被阻止。
已提出使用針對一煙霧形成基體之感應加熱。亦已提出(如在WO2015/177252中)提供呈一捲菸薄片之形式之一感應可加熱菸草產品，感受器之離散小粒子經分散於該捲菸薄片內。
然而，此解決方案具有若干缺點，例如，一缺點可為操縱感受器之小粒子之難度。另一缺點可為在捲菸材料薄片內均質分佈或摻合此等小粒子之難度，已知通常出於成本原因，感受器之此等粒子係非常薄的。因此，亦增大在菸草產品之製造程序期間此等粒子之操縱難度 (如在WO2017/178394中)。另外，使得難以獲得自感受器至菸草材料之一均質熱。因此，難以自菸草產品產生一最佳煙霧。因此，需要解決此等缺點。
根據本發明之一第一態樣，提供一種用於煙霧產生之感應可加熱消耗品。該消耗品包括風味形成粒子及呈複數個感受器粒子之形式之一感受器。各感受器粒子係用於獲得一剛性感受器粒子之一剛性煙霧形成基體層及一感受器層之一組合，其中該剛性煙霧形成基體層具有大於該感受器層之剛性之一剛性。
較佳地，各剛性感受器粒子之剛性與該基體層之剛性實質上相同。
熟習此項技術者將瞭解，在此情況中，提供一種用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該消耗品(100)包括風味形成粒子及呈複數個感受器粒子之形式之一感受器，其中各感受器粒子係用於獲得一剛性感受器粒子(106)之一剛性煙霧形成基體層(102)及一感受器層(104)之一組合，該剛性感受器粒子(106)具有實質上等同於與其組合之該基體之剛性之一剛性。因此，此一感應可加熱消耗品亦係由此單獨揭示之本發明之一態樣。此可(例如)藉由提供具有一剛性及/或強度之該基體層而達成，該剛性及/或強度與該感受器層之剛性及/或強度比較係足夠大的，使得該感受器層對該剛性感受器粒子(其係該基體層與該感受器層之一組合)之總體剛性之貢獻較小或可忽略。
較佳地，該組合(即，該獲得之剛性感受器粒子)之剛性不超過該基體層之剛性之110% (即，該組合之剛性不應比單獨該基體層之剛性多10%)且更佳地，該組合之剛性不應超過單獨該基體層之剛性之105%。最有利的是，該剛性感受器粒子可具有等同於該感受器層與其組合之該基體之剛性(在不超過一1%差異內)之一剛性。若使用一非常薄之感受器層(例如，小於50微米)，則此可便利地達成 (注意，用於烹飪中之常用鋁箔通常具有相對低之剛性且其厚度在約6微米多至約200微米之範圍中變化)。
該菸草煙霧形成基體給予該感受器其容許該等感受器粒子之輕易操縱所需之剛性。該菸草煙霧形成基體給予該感受器其促進剛性感受器之粒子與煙霧形成基體之粒子之摻合所需之剛性。因此，導致感受器之剛性粒子遍及該煙霧基體之粒子之一均質分佈。因此，最佳化煙霧產生。
該等感受器粒子之剪切強度可為至少250兆帕斯卡(MPa)及/或該感受器之切削寬度可如期望般(例如至少0.5毫米)，諸如以最小化在典型香煙製造程序期間引起之正常應力下之粒子捲曲之風險。此最小化該感受器層或形成各感受器粒子之經組合之基體與感受器層之捲曲。繼而，此減少在該消耗品之加熱期間形成之熱點，此係因為該減少之捲曲限制感受器粒子之變形，從而使該等感受器粒子之間的距離保持比在出現更多捲曲的情況更均勻。例如，吾人已發現藉由增大該切削寬度而減少捲曲。
此外，該煙霧形成基體層可經製成以耐受在經感應加熱時(同時在由該等感受器活化時自諸如丙三醇、丙二醇、菸草香料及其等組合之霧吸劑(vaping agent)產生蒸氣)由該等感受器元件產生之(高)溫且可隔離該正常菸草以免與否則可能燃燒該正常菸草之該等熱感受器直接接觸。
該剛性薄片可包括一第一至少煙霧形成基體薄片、一感受器薄片。在此情況中，感受器及煙霧形成基體之該等薄片經配置用於黏附在一起。因此，該煙霧形成基體薄片增強該薄感受器層之剛性。該感受器層良好結合於該基體上且其不滑動。
各感受器粒子之各感受器層及各基體層可為各自預先形成之(固體)薄片之至少部分(即，全部或部分)。各感受器粒子之該感受器層及基體層可具有經對準之外(即，外部)周邊。該等外周邊可彼此平行且可藉由具有至各自面之一經對準法線(即，一幾何法線)之該等層之各者之一外部面提供。
若該基體層在其與該感受器層組合之前具有所需剛性則係較佳的。該複數個感受器粒子可為一均勻大小及/或形狀及/或體積。此容許在使用複數個粒子時提供更均勻加熱，藉此避免加熱中之熱點，且因而降低在加熱期間燃燒任何材料之風險。
各感受器粒子可為一經剪切感受器粒子。藉此，吾人期望意指特定者已經歷剪切變形(例如，歸因於切削)。各感受器層及/或各基體層可分別為一經剪切感受器層及/或一經剪切基體層。為產生此等粒子或層，該等層需要係可剪的，意味著其等必須具有一經界定形狀(諸如憑藉係一固體而非一非固體，例如：一液體或類液體材料(例如一漿料))。藉由可剪的，更快速產生(若干)粒子/層係可能的，此係由於在產生(若干)粒子/層時不需要固化步驟。此亦意味著該感受器之煙霧及/或水分含量在該產生程序期間並未減少，從而容許(若干)感受器/層保持其等之原始性質且不因該產生程序而變得劣化。此外，藉由被剪切，粒子/層之形狀係更均勻的。如上文提及，改良之均勻性容許在使用複數個粒子時提供更均勻加熱。此提供上文提及之益處。
該感應可加熱消耗品可包含穿孔，該等穿孔延伸穿過煙霧形成基體及感受器之該等薄片。該等穿孔有利地在於一煙霧產生裝置中使用期間促進通過該感應可加熱消耗品之氣流且可有利地歸因於集膚效應而改良加熱效率。該等穿孔容許仔細控制且最佳化所得感應可加熱消耗品之多孔性及因此透氣性。例如，該消耗品可具有約50至約20,000個柯瑞斯塔單位(CORESTA Unit) (CU)±10%之一透氣性(一個柯瑞斯塔單位係按1千帕斯卡(kPa)之一經施加壓力差通過一1厘米基體樣本之空氣之體積流速(以立方厘米/分(cm3 /min)為單位))。
或者，該剛性感受器可進一步包括一第二煙霧形成基體薄片。在此情況中，該剛性感受器及該第二煙霧形成基體薄片經配置用於黏附在一起以獲得一第二剛性感受器薄片。在此配置中，該第二剛性薄片較佳地具有實質上等同於或超過該感受器薄片之剛性之一剛性。此具有進一步增加該組合(即，該第一基體薄片及該第二基體薄片與該感受器薄片組合)之剛性之優勢。繼而，此提供該等所得感受器粒子之增加之剛性，因此，促進該等感受器粒子與煙霧形成基體之粒子之摻合。因此，增加混合物之均質性。因此，最佳化該煙霧產生。
該感受器可嵌入該煙霧形成基體中以形成該剛性感受器薄片。此容許該感受器與該煙霧形成材料良好結合且其不滑動。
一黏著劑可經提供於各感受器層與各各自基體層之間。此提供將各感受器粒子之該等層附接在一起之一構件。該黏著劑可藉由除了該感受器層及基體層之材料之外之一材料提供。
根據本發明，術語黏附或組合或嵌入可包含印刷、膠合、堆疊、結合、黏合等技術。
根據本發明，感受器之粒子可藉由切削呈粒子形式之該第一剛性感受器薄片或該第二剛性感受器薄片而獲得。
根據本發明，該第一剛性感受器薄片之粒子及煙霧形成基體之粒子可混合在一起以獲得一實質上均質之混合物(即，其中感受器粒子大致均勻地分佈於該混合物內)。剛性感受器及該煙霧基體之粒子之該實質上均質分佈容許一最佳化煙霧產生。
或者，該第二剛性感受器薄片之粒子及煙霧形成基體之粒子可混合在一起以獲得一實質上均質混合物。剛性感受器及該煙霧基體之粒子之該均質/均勻分佈容許一最佳化煙霧產生。
該消耗品內之該感受器通常具有將作為一交變磁場傳遞之能量轉換為熱之能力。該感受器能夠以此方式產生之熱量(即，該等感受器粒子之總和)被稱為加熱能力。該加熱能力係該感受器且特定言之該感受器層傳遞熱至周圍之煙霧形成基體/材料之能力。
該感受器層通常主要傳導地加熱(若干)相鄰剛性煙霧形成基體薄片內之緊密接觸或靠近之煙霧形成材料及煙霧形成劑。該感受器層與(若干)煙霧形成基體薄片之間的緊密熱接觸防止該感受器層達到遠超該(等)相鄰剛性煙霧形成基體薄片之溫度之溫度，該溫度實質上維持在接近該煙霧形成基體之沸點 (即，該煙霧形成基體薄片內含有之保濕劑(諸如植物丙三醇及/或丙二醇)之沸點)。該等感受器粒子可不與該混合物之其他元素(例如，周圍之煙霧形成粒子，諸如菸草粒子)緊密熱接觸且因此，至該等粒子之導熱性可為相當小的，但自與該感受器層緊密熱接觸之該煙霧形成基體層產生之蒸氣將藉由對流有效加熱該等周圍粒子，因此將該等周圍粒子快速帶至其等產生揮發性組分(其等可變為挾帶於自該煙霧形成基體產生之該蒸氣中)之溫度，以逐步形成所需風味及其他所需組分(諸如尼古丁)。因此，該加熱能力取決於該材料及該感受器層與其相鄰煙霧形成基體薄片之間的熱接觸之程度。較佳地，該等周圍粒子可為經特殊處理之菸草粒子(諸如技術中已知之混合裝置(諸如Ploom Tech ®裝置)中所見之粒子)以便製作輕易挾帶於一經過蒸氣及/或自該蒸氣形成之冷凝煙霧內之所需風味及刺激物組分。
在根據本發明之該消耗品中，剛性感受器之粒子較佳地均質分佈於煙霧形成基體之粒子中。藉此，可達成該煙霧形成基體中之一均勻加熱能力，因此在該煙霧形成基體中及該消耗品中產生一均勻熱分佈，從而導致該消耗品中之一均勻溫度分佈。
該消耗品之均勻或均質溫度分佈在本文中被理解為一消耗品具有在該消耗品之一橫截面內之一實質上類似溫度分佈。此最佳化該煙霧蒸氣產生。較佳地，該消耗品可經加熱使得該消耗品之不同區(例如，該消耗品之中心區及周邊區)中之溫度相差小於50%，較佳地相差小於30%。
根據本發明，剛性感受器之粒子之形狀及該煙霧形成基體之粒子之形狀可包含線、股線(strand)、多邊形(諸如小正方形)、曲線(諸如圓盤、橢圓形、圓環、圓)。剛性感受器之圓形或環形粒子係尤佳的，此係由於其等傾向於最有效地回應於一交變磁場產生渦流且因此導致該消耗品之增大的加熱能力。
根據本發明，該第一煙霧形成基體薄片或該第二煙霧形成基體薄片可包含菸草、菸草衍生物、膨脹菸草、菸草萃取物、均質化菸草、菸草替代物或其等之任何組合。較佳地，具有更易於製造之優勢之再製菸草紙。該再製菸草類型包含菸草及纖維素纖維、菸草莖纖維及無機填料(諸如碳酸鈣(CaCO3))之任何一或多者。
根據本發明，用於煙霧產生之該感應可加熱消耗品，該消耗品可包括一第三煙霧形成基體。該第三煙霧形成基體可呈粒子之形式且一感受器可呈複數個粒子之形式，其中該感受器係一煙霧形成基體及一感受器之一組合以獲得一剛性感受器，該剛性感受器具有實質上等同於該剛性感受器與其組合之基體之剛性之一剛性。該第三煙霧形成基體薄片可包含菸草、菸草衍生物、膨脹菸草、菸草萃取物、均質化菸草、菸草替代物、再製菸草或其等之任何組合。
根據本發明，該煙霧形成基體可包含一或多個煙霧形成劑。該煙霧形成劑可為任何適當已知化合物或化合物之混合物，其在使用中促進形成一稠密且穩定煙霧且實質上抗該感應加熱裝置之操作溫度下之熱降解。
煙霧形成劑可選自多元醇、乙二醇醚、多元醇酯、酯及脂肪酸，且可包括下列化合物之一或多者：丙三醇、赤蘚糖醇、1,3-丁二醇、四甘醇、三甘醇、檸檬酸三乙酯、碳酸丙烯酯、月桂酸乙酯、三乙酸甘油酯、間-赤蘚糖醇(meso-Erythritol)、二乙酸甘油酯混合物、辛二酸二乙酯、檸檬酸三乙酯、苯甲酸苄酯、苯乙酸苄酯、香草酸乙酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸、1,3-丙二醇及丙二醇。
根據本發明，該煙霧形成基體可包括其他添加劑及成分，諸如香料。該煙霧形成基體較佳地包括尼古丁及至少一個煙霧形成劑。在一較佳實施例中，該煙霧形成劑係丙三醇。熱接近該煙霧形成基體之該等感受器材料容許一更有效加熱，且因此，可達到更高之操作溫度。該更高操作溫度使甘油能夠用作一煙霧形成劑，其提供相較於已知系統中使用之煙霧形成劑之一改良煙霧。在根據本發明之該煙霧形成基體之一實施例中，可選擇該第二感受器材料之第二居里溫度，使得在經感應加熱之後，該煙霧形成基體之一總體平均溫度不超過240℃。此處之該煙霧形成基體之該總體平均溫度經定義為該煙霧形成基體之中心區及周邊區中之數個溫度量測之算術平均值。藉由預先定義該總體平均溫度之一最大值，可依煙霧之一最佳產生定製該煙霧形成基體。
菸草消耗品之平均溫度可為約攝氏30度至約攝氏240度。此已被發現為一溫度範圍，其中產生所需數量之揮發性化合物，尤其在由均質化菸草材料或具有甘油作為煙霧形成劑之再製菸草製成之菸草薄片中，尤其在如將在下文更詳細描述之鑄葉(cast leaf)中。在此等溫度下，未達成該消耗品之個別區之顯著過度加熱，不過該等感受器粒子可達到高達約攝氏400至450度之溫度。
可基於一或多個特性選擇包含於該煙霧形成基體中之煙霧形成劑。功能上，該煙霧形成劑可提供一機制，該機制容許該煙霧形成劑被揮發且在高於該煙霧形成劑之特定揮發溫度下被加熱時在一煙霧中輸送尼古丁或風味或兩者。不同煙霧形成劑通常在不同溫度下蒸發。可基於其(例如)在室溫或接近室溫下保持穩定但能夠在一更高溫度(例如，在攝氏40度與攝氏450度之間)下揮發之能力選擇一煙霧形成劑。該煙霧形成劑亦可具有有助於在該煙霧形成基體由包含菸草粒子之一基於菸草之產品組成時在該基體中維持一所需水分含量之保濕劑類型性質。特定言之，一些煙霧形成劑係充當一保濕劑之吸濕材料，即，有助於保持含有保濕劑之一基體濕潤之一材料。
可組合一或多個煙霧形成劑以利用該等經組合煙霧形成劑之一或多個性質。例如，可將三乙酸甘油酯與甘油及水組合以利用三乙酸甘油酯之輸送活性組分之能力及該甘油之保濕劑性質。
根據本發明，剛性感受器薄片之粒子及煙霧形成基體之粒子之長度範圍可自1至15毫米，較佳地自2至8毫米。較佳地，各粒子可具有一類似之大小及形狀，且儘可能處於相對於一感應線圈之一致定向中。
再次返回感受器，通常，其係能夠經感應加熱之一導體。該感受器通常能夠吸收電磁能量且將其轉換為熱。在根據本發明之該菸草消耗品中，改變由一感應加熱裝置之一個或若干感應線圈產生之電磁場可加熱該等感受器層，該等感受器層接著將該熱傳遞至該菸草產品之該煙霧形成基體(主要藉由熱傳導)。為此，該感受器層與該等煙霧形成基體層及其中含有之煙霧形成劑緊密熱接觸。歸因於該感受器之特定性質，根據該等菸草粒子中之粒子之分佈產生熱。
在根據本發明之該菸草消耗品之一些較佳實施例中，該菸草材料可為再製菸草材料且該煙霧形成劑包括甘油。較佳地，該菸草消耗品由一再製菸草製成。
已進一步發現，為了針對最佳煙霧形成提供足夠熱但不燃燒菸草或纖維，可需要針對該等感受器粒子仔細選擇該等感受器粒子之特定特性(包含形狀、剛性及遍及其他粒子之分佈)以適當與含有一煙霧形成劑(且較佳地含有甘油作為煙霧形成劑)之菸草粒子組合。
憑藉該等菸草粒子中之粒子之一最佳選擇及分佈，可減少加熱所需之能量。然而，仍提供自該基體釋放該等揮發性化合物之足夠能量。能量減少可不僅降低該菸草產品與之配合使用之用於煙霧產生之一感應加熱裝置之能量消耗，而且可降低過度加熱該煙霧產生基體之風險。亦藉由以一非常均質且完整之方式達成該菸草消耗品中之煙霧形成劑之一耗盡而達成能量效率。尤其一菸草消耗品之周邊區亦可促成煙霧形成。藉此，可更有效地使用一菸草消耗品諸如一菸草消耗品塞物。例如，藉由使來自該菸草產品之與一慣常更廣泛加熱或更大煙霧形成基體中相同之一數量之揮發性化合物蒸發，可增強一吸煙體驗或可減小該菸草消耗品之大小。因此，可節省成本且可減少浪費。
根據本發明之該菸草消耗品之特定實施例，菸草之粒子可具有在約5微米至約100微米之一範圍中之大小，較佳地在約10微米至約80微米之一範圍中，例如，具有在20微米與50微米之間的大小。粒子之此等範圍中之大小已被發現在一最佳範圍中以容許該等感受器粒子與該等菸草粒子之一均質分佈。過小之粒子係不需要的，此係由於其等可穿過一過濾器(例如，如用於吸煙物品中之一習知過濾器)。此等過濾器亦可與根據本發明之該菸草消耗品組合使用。
根據本發明之特定其他實施例，菸草之粒子可具有用於手工捲製(roll-your-own)香煙(又稱為RYO、MYO、捲煙(rollies)、捲煙(roll-ups)、香煙、手捲煙或簡稱為捲煙(rolls))中之菸草之大小。
根據本發明之一態樣，該等菸草粒子可如技術中已知之混合裝置(諸如Ploom Tech ®裝置)中所見之粒子般定大小以便製作輕易挾帶於一經過蒸氣及/或自該蒸氣形成之冷凝煙霧內之所需風味及刺激物組分。
根據本發明之一態樣，該等感受器粒子可略大於可類似於Ploom Tech ®菸草粒子之菸草粒子，不過亦可大得多(如同正常自捲菸草粒子)，而小感受器粒子較佳地具有幾毫米之數量級以使其等能夠在由一交變磁場引發時產生大渦流。
如上文提及，該等感受器粒子可較佳地塑形為平坦圓盤(或環形圓盤)，其等具有在1至15毫米之間或較佳地2至8毫米之間的直徑及小於1毫米之厚度。較大粒子呈現為難以或無法均質分佈菸草粒子。較大粒子無法如較小粒子般精細地分佈於該等菸草粒子中。另外，較大粒子傾向於伸出該等菸草粒子，使得其等可彼此接觸。此歸因於局部增強熱產生而係不利的。粒子之大小在本文中被理解為等同球形直徑。較佳地，感受器之粒子具有一類似大小及形狀，且儘可能在相對感應線圈之一致定向上分佈於該等菸草粒子內(較佳地其中其等平面與配合該消耗品使用之該加熱裝置之驅動感應線圈之一中心軸正交)。
根據根據本發明之該菸草消耗品之另一態樣，該複數個粒子之數量可在約4重量百分比與約45重量百分比之間的一範圍中，較佳地在約10重量百分比與約40重量百分比之間的一範圍中，例如，係該菸草產品之30重量百分比。一般技術者現將瞭解，雖然上文提供感受器之各種重量百分比，但對包括該菸草消耗品之該等元素之組合物(包含菸草之重量百分比、煙霧形成劑、結合劑及水)之改變將需要調整有效加熱該菸草產品所需之感受器之該重量百分比。
已發現相對於該菸草消耗品之重量之此等重量範圍中之感受器粒子之數量在一最佳範圍中以提供遍及整個菸草消耗品之一均質熱分佈。另外，感受器粒子之此等重量範圍在一最佳範圍中以提供足夠熱以加熱該等菸草粒子至一均質及平均溫度(例如，至攝氏200度與攝氏240度之間的溫度)。
根據根據本發明之該菸草消耗品之另一態樣，該等感受器粒子可包括一燒結材料或可由一燒結材料製成。燒結材料提供多種電氣、磁性及熱性質。燒結材料可具有陶瓷、金屬或塑膠性質。較佳地，針對感受器粒子，使用金屬合金。取決於製造程序，此等燒結材料可依一特定應用定製。較佳地，在根據本發明之該菸草產品中使用之粒子之燒結材料具有一高導熱性及一高磁導率。
根據根據本發明之該菸草消耗品之一進一步態樣，粒子可包括係化學惰性之一外表面。一化學惰性表面防止粒子在該菸草消耗品被加熱時在一化學反應中形成或可能充當起始一非所需化學反應之觸媒。一惰性化學外表面可為該感受器材料自身之一化學惰性表面。一惰性化學外表面亦可為一化學惰性覆蓋層，其將感受器材料囊封於該化學惰性覆蓋物內。一覆蓋材料可耐受如加熱粒子一般高之溫度。一囊封步驟可整合於在製造粒子時之一燒結程序中。在本文中相對於藉由加熱該菸草消耗品而產生且存在於該菸草消耗品中之化學物質理解化學惰性。
在根據本發明之該菸草消耗品之一些較佳實施例中，粒子可由鐵氧體製成。鐵氧體係具有一高磁導率且尤其適於作為感受器材料之一鐵磁體。鐵氧體之主要組分係鐵。其他金屬組分(例如，鋅、鎳、鎂)或非金屬組分(例如矽)可以不同數量存在。鐵氧體係一相對便宜、市售之材料。鐵氧體可以在根據本發明之該菸草產品中使用之粒子之大小範圍中之粒子形式獲得。較佳地，粒子係一完全燒結鐵氧體粉末，諸如例如可自美國之Powder Processing Technology LLC獲得之FP350。
根據根據本發明之該菸草產品之又一進一步態樣，該感受器可具有在約攝氏200度與約攝氏450度之間的一居里溫度，較佳地在約攝氏240度與約攝氏400度之間，例如，約攝氏280度。
包括具有在指示範圍中之居里溫度之感受器材料之粒子容許達成該菸草產品之一相當均質之溫度分佈及在約攝氏200度與攝氏240度之間的一平均溫度。另外，該煙霧形成基體之局部溫度一般不超過或並不顯著超過該感受器之該居里溫度。因此，局部溫度可低於約攝氏400度，低於在該溫度，不會發生該煙霧形成基體之顯著燃燒。
當一感受器材料達到其居里溫度時，磁性質改變。在該居里溫度下，該感受器材料自一鐵磁相改變至一順磁相。此時，基於歸因於鐵磁域之定向之能量損失之加熱停止。進一步加熱接著係主要基於渦流形成，使得在達到該感受器材料之該居里溫度之後，一加熱程序自動降低。可藉由使用具有一居里溫度之感受器材料而支援降低使該煙霧形成基體過度加熱之風險，此容許一加熱程序歸因於磁滯損失僅高達一特定最大溫度。較佳地，感受器材料及其居里溫度依該煙霧形成基體之組合物調適以便達成用於一最佳煙霧產生之該菸草產品中之一最佳溫度及溫度分佈。
根據本發明之另一變體，該消耗品進一步可包括包覆該均質混合物以獲得菸草桿之一紙薄片。該桿可具有在約3毫米至約30毫米之間之範圍中之桿直徑，較佳地在約8毫米至約20毫米之間，例如10毫米。該桿可具有在約10毫米至約100毫米之間之範圍中之一桿長度，較佳地在約20毫米至約50毫米之間，例如30毫米。較佳地，該桿具有一圓形或橢圓形橫截面。然而，該桿亦可具有一矩形或一多邊形橫截面。
為便於由一消費者處置該消耗品，該桿可設置於一菸草棒中，該菸草棒包含循序形成之該桿、一過濾器及一嘴件。該過濾器可為能夠使自該桿材料形成之煙霧冷卻之一材料且亦能夠更改所形成之該煙霧中存在之成分。例如，若該過濾器由一聚乳酸或一類似聚合物形成，則該過濾器可移除或降低該煙霧中之酚濃度。該過濾器亦可能能夠將任何大冷凝液滴優先黏附至其自身以防止此等液滴形成且黏附至該嘴件區段；為達成此，其可(例如)包含一粗糙或類織物表面，如熟習此項技術者已知。該桿、過濾器及嘴件可與具有足夠勁度來促進該桿之處置之一紙外接。該菸草棒之長度可在20毫米與110毫米之間，且較佳地可具有約45毫米之長度。
因此，在本發明之另一態樣中，可提供一種一含菸草材料單元(例如，一菸草棒)，該單元包括如此申請案中描述之一菸草消耗品及一過濾器。在此情況中，該菸草消耗品及該過濾器以一末端向前方式對準且使用一薄片材料(例如，紙)包覆以用於將過濾器及菸草消耗品固定至該含菸草材料單元中。
根據本發明之另一變體，該消耗品可進一步包括經配置以接納該均質混合物之一囊。該囊可經配置以在至少一個側中係多孔的以容許空氣流動。
根據本發明之另一態樣，提供一種煙霧產生裝置，其包括： – 一加熱隔室，其經配置以接納根據任何先前態樣之該消耗品； – 一感應加熱總成，其經配置以感應加熱該消耗品。
根據本發明之另一態樣，提供一種製造用於煙霧產生之一感應可加熱消耗品之方法，該方法包括下列步驟： – 提供一煙霧形成基體薄片； – 提供一感受器薄片； – 將該感受器薄片與該煙霧形成基體薄片組合以獲得一剛性薄片； – 將該剛性薄片切割成小尺寸之粒子； – 將該小粒子與煙霧形成基體之粒子混合。
該剛性感受器粒子可具有大於該感受器薄片之剛性之一剛性。較佳地，該剛性感受器粒子具有不超過該基體層之剛性之110%之一剛性(即，該組合不應比單獨該基體層之剛性多10%)且最佳地，該組合不應超過單獨該基體層之剛性之105%。最有利的是，該剛性感受器粒子可具有實質上等同於該感受器層與其組合之該基體之剛性之一剛性(例如，具有比單獨該基體層之剛性多不超過例如1%之剛性)。
根據本發明之另一態樣，提供一種製造用於煙霧產生之一感應可加熱消耗品之方法，該方法包括下列步驟： – 提供一固體煙霧形成基體薄片； – 提供一感受器薄片； – 將該感受器薄片與該固體煙霧形成基體薄片組合以獲得一組合薄片； – 將該組合薄片切割成感受器粒子； – 將該等感受器粒子與煙霧形成基體之粒子混合。
此具有增加該等感受器粒子之剛性之優勢。
一種製造用於煙霧產生之一感應可加熱消耗品之方法，其中在將該剛性薄片切割成小尺寸之粒子之步驟之前，該方法進一步包括下列步驟： – 提供一第二煙霧形成基體薄片； – 將該剛性薄片與該煙霧形成基體薄片組合以獲得一第二剛性感受器薄片。
一種製造用於煙霧產生之一感應可加熱消耗品之方法，其中在將該剛性薄片切割成小尺寸之粒子之步驟之前，該方法進一步包括下列步驟： – 對該煙霧形成基體薄片及感受器薄片進行穿孔。
對該煙霧形成層及該感應可加熱感受器層進行穿孔之步驟產生穿孔，該等穿孔延伸完全穿過該薄片，因此，穿過所得消耗品。如上文提及，該等穿孔在一煙霧產生裝置中使用期間促進通過煙霧產生物件之氣流且可歸因於集膚效應改良加熱效率。該等穿孔容許仔細控制且最佳化所得煙霧產生物件之多孔性及因此透氣性。
對煙霧形成基體及感受器之層進行穿孔之步驟可機械(例如藉由穿孔滾筒或藉由上述壓花滾筒或沈花(debossing)滾筒)、靜電或藉由雷射執行。
現將僅藉由實例且參考附圖描述本發明之實施例。
圖1給出根據本發明之一個態樣之一感應可加熱菸草消耗品100之一示意圖。
圖2展示包括與一煙霧形成基體薄片102組合之一感受器薄片104之一剛性感受器薄片106。
或者，在一些實施例中，如在圖3中展示，一剛性感受器薄片107可包括與剛性感受器106組合之一額外煙霧形成基體薄片103，使得感受器薄片104立於第一煙霧形成基體薄片102及第二煙霧形成基體薄片103之中間，使得感受器薄片104黏附至第一煙霧形成基體薄片102及第二煙霧形成基體薄片103。或者，一剛性感受器薄片可為複數個薄片106之一組合，或複數個薄片107之一組合，或複數個薄片106及107之組合。
黏附或組合包含印刷、膠合、堆疊、結合、黏合等技術。
感應可加熱感受器層104藉此藉由煙霧形成基體層圍封。此方法之一個優勢在於其可改良加熱效率。此方法之另一優勢在於其可憑藉煙霧形成基體層104及103及黏著劑可形成圍繞感應可加熱感受器層之一保護殼(例如，包括鐵)，藉此防止感應可加熱感受器之氧化(黏著劑之厚度可為約10微米)之事實延長感應可加熱感受器層之保存期限。
其亦可為圖2中展示之本發明之實施例之情況。
煙霧形成基體薄片102及/或103包含菸草(其可以某一方式處理以形成(例如)菸草衍生物、膨脹菸草、菸草萃取物、均質化菸草、菸草替代物或其等之任何組合，較佳地易於製造之再製菸草)。
煙霧形成基體之粒子108包含菸草(其亦可經處理以形成(例如)菸草衍生物、膨脹菸草、再製菸草、菸草萃取物、均質化菸草、菸草替代物或其等之任何組合)。
返回參考圖1，消耗品100包括煙霧形成基體之粒子108及剛性感受器薄片106及/或107之粒子。
剛性感受器粒子106及/或107具有一類似大小及形狀，且儘可能在相對於一感應線圈430之一致定向中分佈於菸草粒子108內。在本實施例中，感受器粒子經塑形為小圓盤。然而，在替代性實施例中，其等可經塑形為環形圓盤。其等亦可經塑形為條帶，但在此一情況中，嘗試獲得相對於感應線圈430之條帶之一致定向係更重要的。
為產生形成感受器粒子106及107之感受器，在一些實施例中，一預先形成煙霧形成基體薄片與預先形成感受器薄片組合。在各種實施例中，此藉由在將毗連之基體薄片與感受器薄片之面之間提供一黏著劑達成。一旦毗連，歸因於黏著劑，或接合基體薄片及感受器薄片之其他形式之程序，薄片被組合。在如感受器粒子107中存在一進一步煙霧形成基體層的情況中，一進一步煙霧形成基體薄片經接合至感受器薄片之一側，該側與其他煙霧形成基體經接合或待接合至之側相對。不管煙霧形成基體薄片之數目，此提供一剛性感受器薄片。此意味著不需要對感受器執行進一步處理。
歸因於(若干)煙霧形成基體薄片之剛性，及感受器薄片之對應剛性，感受器具有在施加感應加熱時最小化捲曲之足夠剪切強度。此部分藉由預先形成為薄片之各種層達成而不需要在組合該等層時使任何一個層乾燥或固化或無需一個層以接著需要進一步處理以便使該層凝固且提供所需性質之一非固態形式提供。在以所描述之方式形成感受器的情況下，提供所需性質而不需要進一步處理。此外，若一個層在組合層之程序期間以一非固體形式提供，則以非固體形式提供之該層不會具有所需剛性，此可導致遍及該層之剛性變化，且亦導致單獨感受器之間的剛性變化。此將造成感受器之剛性之一更大變化，而不容許在產生感受器之前瞭解該剛性。藉由使用預先形成之薄片，薄片之剛性能夠在其等經組合之前被瞭解，從而容許各薄片僅在其滿足一臨限剛性(諸如藉由具有一最小剪切強度及在一些實施例中跨薄片之剪切強度之一最小均勻性)的情況下被使用。
為形成根據本發明之菸草消耗品100，剛性感受器薄片被切割成粒子，從而提供經剪切粒子(其中層已藉由切割程序剪切)。在一些實施例中，此等粒子接著與煙霧形成基體之粒子混合在一起。所得混合物可包覆一包覆材料(例如，紙)以形成一桿。此一連續桿接著被切割成使一菸草塞物與用於煙霧產生之一感應加熱裝置400組合使用之所需大小。
或者，所得混合物可放置於一囊(未展示)中以與用於煙霧產生之一感應加熱裝置400組合使用。囊可具有至少一個多孔側以容許氣流。
參考圖4，圖解展示根據本發明之一實例之一蒸氣產生裝置400。蒸氣產生裝置400包括一外殼412。裝置400包含一電源416及控制電路417，該控制電路417可經組態以按高頻操作。電源通常包括一或多個電池，該一或多個電池可(例如)為可感應充電的。裝置400亦包含一進氣口(未展示)。
蒸氣產生裝置400包括用於加熱一蒸氣產生(即，可氣化)物質之一感應加熱總成420。感應加熱總成420包括一大致圓柱形加熱隔室424，該大致圓柱形加熱隔室424經配置以接納如上文描述之一對應塑形之大體圓柱形感應可加熱囊或桿100。感應可加熱囊通常包括一外層或隔膜，其中外層或隔膜係可透氣的。例如，感應可加熱囊可為含有煙霧形成基體之粒子與感應可加熱剛性感受器之粒子之混合物之一拋棄式囊。
100‧‧‧消耗品 102‧‧‧第一煙霧形成基體薄片 103‧‧‧第二煙霧形成基體薄片 104‧‧‧感受器薄片 106‧‧‧第一剛性感受器薄片 107‧‧‧第二剛性感受器薄片 108‧‧‧煙霧形成基體之粒子 400‧‧‧煙霧蒸氣裝置 412‧‧‧外殼 416‧‧‧電源 417‧‧‧控制電路 420‧‧‧感應加熱總成 424‧‧‧加熱隔室 430‧‧‧感應線圈
圖1係根據本發明之一態樣之包括剛性感受器之粒子及煙霧形成基體之粒子之一感應可加熱菸草消耗品之一示意圖； 圖2係根據本發明之一個態樣之包括與煙霧形成基體之一薄片組合之感受器之一薄片之一剛性感受器薄片之一側視圖； 圖3係包括組合於煙霧形成基體之兩個薄片之中間之一感受器薄片之一第二剛性感受器薄片之一側視圖；及 圖4係根據本發明之一煙霧產生裝置之部分之一圖解繪示。
102‧‧‧第一煙霧形成基體薄片
104‧‧‧感受器薄片
106‧‧‧第一剛性感受器薄片

Claims (21)

  1. 一種用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該感應可加熱消耗品(100)包括風味形成粒子及呈複數個感受器粒子之形式之一感受器，其中各感受器粒子係用於獲得一剛性感受器粒子(106)之一剛性煙霧形成基體層(102)及一感受器層(104)之一組合，其中該剛性煙霧形成基體層具有大於該感受器層之剛性之一剛性。
  2. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中該剛性感受器粒子(106)具有實質上等同於該感受器層與其組合之該基體之剛性之一剛性。
  3. 如請求項1至2中任一項之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該剛性感受器(106)包括，一第一至少煙霧形成基體薄片(102)；一感受器薄片(104)，其中該等薄片(102)及(104)經配置用於黏附在一起。
  4. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中該感受器具有至少250MPa之一剪切強度。
  5. 如請求項3之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其進一步包含穿孔，該等穿孔延伸穿過該等薄片(102)及(104)。
  6. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該剛性感受器(106)進一步包括，一第二煙霧形成基體薄片(103)，其中該等薄片(103)及(106)經配置用於黏附在一起以獲得具有實質上等同於或大於該剛性薄片(106)之剛性之一剛性之一第二剛性感受器薄片(107)。
  7. 如請求項6之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中該等穿孔延伸穿過該第二煙霧形成基體薄片(103)。
  8. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中黏附或組合包含印刷、膠合、堆疊、結合、黏合等技術。
  9. 如請求項6之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中該感受器之該等粒子藉由切割該剛性感受器薄片(106)或(107)以形成一指定形狀之粒子而獲得。
  10. 如請求項6之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中剛性感受器(106、107)之該等粒子及煙霧形成基體之粒子(108)混合在一起以獲得一均質混合物。
  11. 如請求項6之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中剛性感受器(106、107)之該等粒子經塑形為圓盤。
  12. 如請求項10之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中剛性感受器薄片(106)及(107)之該等粒子及煙霧形成基體之該等粒子(108)之形狀包含線、股線、多邊形，諸如小正方形、曲線，諸如圓盤、橢圓形、環形、圓形。
  13. 如請求項10之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中該等煙霧形成基體(102)、(103)及(108)包含菸草、菸草衍生物、膨脹菸草、菸草萃取物、均質化菸草、菸草替代物、包含菸草及纖維素纖維、菸草莖纖維及無機填料，諸如碳酸鈣之任何一或多者之再製菸草、或其等之任何組合。
  14. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中剛性感受器之該等粒子及煙霧形成基體之該等粒子具有在自1至15毫米之範圍中之長度及/或直徑。
  15. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該消耗品(100)進一步包括經配置以包覆該均質混合物以形成一菸草桿之一紙薄片。
  16. 如請求項1之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，該消耗品(100)進一步包括經配置以接納該混合物之一囊。
  17. 如請求項16之用於煙霧產生之感應可加熱消耗品(100)，其中該囊經配置以在至少一個側上係多孔的。
  18. 一種煙霧產生裝置(400)，其包括：一加熱隔室(424)，其經配置以接納如請求項1至17中任一項之該消耗品(100)；一感應加熱總成(420)，其經配置以感應加熱該消耗品(100)。
  19. 一種製造如請求項1至18中任一項之用於煙霧產生之一感應可加熱消耗品(100)之方法，該方法包括下列步驟：提供至少一煙霧形成基體薄片(102)；提供一感受器薄片(104)；將該感受器薄片(104)與該煙霧形成基體薄片(102)組合以獲得一剛性薄片(106)；將該剛性薄片(106)切割成小尺寸之粒子；將該小粒子與煙霧形成基體之粒子(108)混合。
  20. 如請求項19之方法，其中在將該剛性薄片(106)切割成小尺寸之粒子之該步驟之前，該方法進一步包括下列步驟：提供一第二煙霧形成基體薄片(103)；將該剛性薄片(106)與該煙霧形成基體薄片(103)組合以獲得一第二剛性感受器薄片(107)。
  21. 如請求項19之方法，其中在將該剛性薄片(106)切割成小尺寸之粒子之該步驟之前，該方法進一步包括下列步驟：對該煙霧形成基體薄片(102)及感受器薄片(104)進行穿孔。
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