包括可加热元件的气溶胶生成制品的制作方法

本发明涉及一种气溶胶生成制品，其包括感受器、滤嘴段元件和可电感加热材料层。本发明还涉及一种包括气溶胶生成制品的气溶胶生成系统，以及由气溶胶生成制品生成气溶胶的方法。

背景技术：

已知可电感加热的气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质如烟草棒，以及布置在气溶胶形成基质中的细长感受器。通常，气溶胶生成制品包括呈条形式的多个元件且适于用于电操作气溶胶生成装置中，气溶胶生成装置包括用于在细长感受器中产生热的电感器。细长感受器的位置可取决于包括感受器的气溶胶形成基质的制造方法。为了防止在制品的远端处的细长感受器的暴露部分在制品装卸或运输期间导致感受器移动或移位，一些制品包括在气溶胶形成基质的上游的制品的远端处的滤嘴段元件。然而，由于在感受器加热期间滤嘴段元件保持比气溶胶形成基质更冷，因此可能会在滤嘴段元件内发生气溶胶的非希望冷凝。

将期望提供减轻或克服已知制品中的这些问题的气溶胶生成制品，气溶胶生成制品包括气溶胶生成基质和布置在气溶胶形成基质中的感受器。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种包括以条的形式组装的多个元件的气溶胶生成制品，所述条具有口端和在所述口端上游的远端。所述多个元件包括气溶胶形成基质和位于所述气溶胶形成基质上游的滤嘴段元件，其中所述滤嘴段元件是圆柱形的，并且由非可电感加热的材料形成。气溶胶生成制品还包括布置成与气溶胶形成基质热连通的感受器材料。气溶胶生成制品还包括布置成与非可电感加热材料接触的可电感加热材料层。

如本文所使用，术语“上游”和“下游”用于描述气溶胶生成制品的元件或元件的各部分相对于用户在气溶胶生成制品的使用期间对其进行抽吸的方向的相对位置。所述气溶胶生成制品呈条的形式，所述条包括两端：口端或近端，气溶胶通过其离开气溶胶生成制品并且递送到用户，和远端。在使用时，用户可在口端上进行抽吸。远端也可以被称为上游端并且在口端的上游。

有利地，滤嘴段元件防止与所述感受器材料的远端的直接接触且因此可抑制或防止感受器材料在气溶胶生成制品的装卸或输送期间变得移动或位移。

有利地，当感受器材料电感加热以加热气溶胶形成基质时，可电感加热该可电感加热材料层。有利地，可电感加热材料的电感加热导致由非可电感加热材料形成的滤嘴段元件加热。有利地，加热滤嘴段元件可减少或防止气溶胶在滤嘴段元件上或内部的冷凝。

优选地，滤嘴段元件具有圆柱形形状。可电感加热材料层可布置成与滤嘴段元件的外圆周表面接触。

滤嘴段元件可为由非可电感加热材料形成的圆柱形管，所述管具有外圆周表面和内圆周表面。可电感加热材料层可布置成与滤嘴段元件的内圆周表面和外圆周表面中的至少一个接触。

可电感加热材料层可包括金属和碳中的至少一种。可电感加热材料层可包括铁磁金属、铁磁合金、铁磁铁和铁磁钢或不锈钢中的至少一种。合适的不锈钢可包括400系列不锈钢，如410级或420级，或430级不锈钢。

优选地，可电感加热材料层包括铝。

可电感加热材料层可包括箔层和金属化纸层中的至少一种。有利地，在仅对现有制造工艺和机器进行较小修改的情况下，可在制造过程期间处置箔和金属化纸。换句话说，用于制造气溶胶生成制品的一些机器和工艺通常已经布置成处置薄片材料，例如箔和纸。

可电感加热材料层可包括涂布或沉积到非可电感加热材料上的金属材料层。例如，金属材料可通过喷涂、打印和浸渍中的至少一种涂布或沉积在非可电感加热材料上。

优选地，可电感加热材料以围绕非可电感加热材料的至少一部分延伸的至少一个连续带设置。

有利地，当气溶胶生成制品位于波动的电磁场中时，将可电感加热材料设置为连续带可便于在可电感加热材料中形成涡电流。

有利地，在可电感加热材料包括薄片材料如箔或金属化纸的实施例中，将可电感加热材料设置为连续带可便于可电感加热材料定位成与滤嘴段元件接触。例如，薄片材料可包裹滤嘴段元件的至少一部分，并且固定到自身以形成连续带。

可电感加热材料的至少一个连续带可为可电感加热材料的单个连续带。可电感加热材料的至少一个连续带可为可电感加热材料的多个连续带。

在滤嘴段元件为圆柱形的实施例中，可电感加热材料的至少一个连续带可围绕滤嘴段元件的外圆周表面的至少一部分延伸。

在滤嘴段元件为圆柱形管的实施例中，可电感加热材料的至少一个连续带可围绕外圆周表面和内圆周表面中至少一个的至少一部分延伸。可电感加热材料的至少一个连续带仅可围绕外圆周表面的至少一部分延伸。可电感加热材料的至少一个连续带仅可围绕内圆周表面的至少一部分延伸。可电感加热的至少一个连续带可包括围绕外圆周表面的至少一部分延伸的可电感加热材料的至少一个第一连续带，以及围绕内圆周表面的至少一部分延伸的可电感加热材料的至少一个第二连续带。

滤嘴段元件可具有在气溶胶生成制品的口端和远端之间沿纵向方向延伸的长度。优选地，可电感加热材料的至少一个连续带具有在纵向方向上延伸的宽度，其中可电感加热材料的至少一个连续带的宽度在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间。

有利地，在可电感加热材料被电感加热时，提供具有在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间的宽度的可电感加热材料的至少一个连续带可提供滤嘴段元件的最大化加热的提高。

有利地，在可电感加热材料被电感加热时，提供具有在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间的宽度的可电感加热材料的至少一个连续带可提供滤嘴段元件的更均匀加热。

在可电感加热材料的至少一个连续带包括围绕滤嘴段元件的外圆周表面延伸的可电感加热材料的单个带的实施例中，优选地，可电感加热材料的带具有在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间的宽度。

在可电感加热材料的至少一个连续带包括围绕滤嘴段元件的内圆周表面延伸的可电感加热材料的单个带的实施例中，优选地，可电感加热材料的带具有在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间的宽度。

在可电感加热材料的至少一个连续带包括围绕滤嘴段元件的外圆周表面延伸的可电感加热材料的多个带的实施例中，优选地，可电感加热材料的带的总宽度在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间。

在可电感加热材料的至少一个连续带包括围绕滤嘴段元件的内圆周表面延伸的可电感加热材料的多个带的实施例中，优选地，可电感加热材料的带的总宽度在滤嘴段元件的长度的约50％至约100％之间。

可电感加热材料层可具有在约100纳米至约50微米之间的厚度。优选地，可电感加热材料层具有约2微米至约50微米之间、约4微米至约45微米之间或约6微米至约40微米之间的厚度。

优选地，滤嘴段元件是多孔元件。滤嘴段元件可由多孔材料制成。滤嘴段元件可包括多个开口。多个开口可由任何合适的工艺形成，如激光穿孔。

滤嘴段元件可由适用于气溶胶生成制品的任何材料制成以用于可电感加热的气溶胶生成装置。滤嘴段元件可由与气溶胶生成制品的一个或多个其它元件相同的材料制成。滤嘴段元件可由与常规烟嘴过滤器、气溶胶冷却元件或支承元件中使用的材料相同的材料制成。滤嘴段元件的示例性材料包括过滤嘴材料、陶瓷、聚合材料、醋酸纤维素、卡纸板、非可电感加热的金属、沸石或气溶胶形成基质。优选地，所述滤嘴段元件由耐热性材料制成。优选地，耐热材料耐受高达至少约350摄氏度的温度。

优选地，滤嘴段元件的直径大致等于气溶胶生成制品的直径。优选地，滤嘴段元件具有在约5毫米至10毫米之间的直径。优选地，滤嘴段元件的直径大于5毫米，例如在约6毫米至约8毫米之间。

优选地，滤嘴段元件具有在约1毫米至约10毫米之间，优选在约4毫米至约8毫米之间，优选在约5毫米至约7毫米之间的长度。优选地，滤嘴段元件的长度小于约8毫米。优选地，滤嘴段元件具有至少约2毫米的长度，以便于气溶胶生成制品的组装。优选地，滤嘴段元件具有至少约3毫米，优选地至少约5毫米的长度。

气溶胶形成基质可为固态气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，其含有在加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质可包括气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可包括甘油和丙二醇中的至少一种。

在气溶胶形成基质是固态气溶胶形成基质的实施例中，所述固态气溶胶形成基质可包括以下一种或多种：粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条带或薄片，其中含有以下一种或多种：草本植物叶、烟叶、烟草肋料片、复原烟草、均质化烟草、挤压烟草和膨胀烟草。固态气溶胶形成基质可为松散形式。气溶胶形成基质可设在适合的容器或筒中。气溶胶形成基质可包括固态气溶胶形成基质的棒。包装材料可包裹固态气溶胶形成基质的棒。包装材料包括纸。

所述气溶胶形成基质可包括已经聚集成条、被包装材料包围且经切割以提供气溶胶形成基质的单个棒的一个或多个均质烟草材料片。优选的是，气溶胶形成基质包括均质烟草材料的卷曲和聚集片材。均质烟草材料可包括纤维、粘合剂和气溶胶形成剂中的至少一种。优选地，烟草片材是铸型叶。铸型叶是由浆料形成的再造烟草的形式，该浆料包括烟草粒子、纤维粒子、气溶胶形成剂和粘合剂。铸型叶还可包括一种或多种口味。

气溶胶形成基质可具有在气溶胶生成制品的纵向方向上延伸的长度。气溶胶形成基质可具有约10毫米的长度。气溶胶形成基质可具有约12毫米的长度。

优选地，气溶胶形成基质为基本上圆柱形。气溶胶形成基质可具有垂直于气溶胶生成制品的纵向方向延伸的直径。气溶胶形成基质的直径可为约5毫米至约12毫米之间。

感受器材料可包括可电感加热到足以从气溶胶形成基质生成气溶胶的温度的任何材料。优选的感受器材料包括金属或碳。优选的感受器可包括铁磁性材料，例如铁磁合金、铁素体铁，或铁磁性钢或不锈钢。合适的感受器可包括铝。优选的感受器材料包括400系列不锈钢，例如410级或420级或430级不锈钢。

感受器材料可包括非金属核心，其具有设置在非金属核心上的金属层，例如形成于陶瓷核心的表面上的金属迹线。感受器可以具有外保护层，例如包封感受器的陶瓷保护层或玻璃保护层。感受器可包括由玻璃、陶瓷或惰性金属形成的保护涂层，所述保护涂层形成在感受器材料的芯体上。

感受器材料布置成与气溶胶形成基质热接触。优选地，感受器材料布置成与气溶胶形成基质直接物理接触。感受器材料可定位在气溶胶形成基质内。

所述气溶胶生成制品可包括烟嘴元件。烟嘴元件可以位于气溶胶生成制品的口端或下游端处。

烟嘴元件可包括至少一个过滤器段。过滤器段可为由醋酸纤维素丝束制成的醋酸纤维素过滤器滤嘴段。过滤器段可具有低颗粒过滤效率或极低颗粒过滤效率。过滤器段可以与气溶胶形成基质纵向间隔开。过滤器段可具有在约5毫米至约14毫米之间的纵向方向的长度。过滤器段的长度可为约7毫米。

气溶胶生成制品的多个元件可包括支承元件和气溶胶冷却元件中的至少一个。

优选地，气溶胶生成制品包括包裹以条形式的气溶胶生成制品的多个元件的包装材料。包装材料可包括纸和箔中的至少一种。

气溶胶生成制品可为基本上圆柱形的形状。气溶胶生成制品可为基本上细长的。气溶胶生成制品可具有长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶生成制品可以具有在约30毫米至约100毫米之间的总长度。在优选实施例中，气溶胶生成制品具有约40毫米至约55毫米之间的总长度。气溶胶生成制品可具有在约47毫米至约53毫米或约45毫米之间的总长度。

气溶胶生成制品可以具有在约5毫米至约12毫米之间、例如在约6毫米至约8毫米之间的外径。在优选实施例中，气溶胶生成制品具有约7.2毫米的外径。

根据本发明的第二方面，根据本文中所述的任何实施例提供了一种气溶胶生成系统，其包括根据本发明的第一方面的气溶胶生成制品。气溶胶生成系统还包括气溶胶生成装置，气溶胶生成装置包括用于容纳气溶胶生成制品的腔和用于在腔内生成波动电磁场的电感器。

优选地，电感器包括感应线圈。

感应线圈可至少部分地环绕腔的至少一部分。感应线圈可布置成使得当气溶胶生成制品容纳在腔内时，气溶胶生成制品至少部分地容纳在感应线圈内。

感应线圈可包括平感应线圈。平感应线圈可为平螺旋感应线圈。

优选地，电感器布置成当容纳到腔中时，将气溶胶生成制品的感受器材料加热到约200摄氏度至约400摄氏度之间的温度，并且同时将可电感加热材料层加热到约50摄氏度至约150摄氏度之间的温度。

优选地，气溶胶生成装置包括电源和控制器，所述控制器布置成将电力从电源供应到电感器，以在腔内产生波动电磁场。

电源可为dc电压源。在优选实施例中，电源是电池。例如，所述电源可为镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁或锂聚合物电池。备选地，所述电源可为另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许存储足以供气溶胶生成装置与一个或多个气溶胶生成制品一起使用的能量的容量。

气溶胶生成装置可包括布置成检测腔内可电感加热材料的存在的检测电路。优选地，控制器布置成仅当检测电路检测到腔内的可电感加热材料的存在时向电感器供电。

检测电路可包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极布置成当气溶胶生成制品容纳在腔内时在第一电极与第二电极之间容纳可电感加热材料的至少一部分。

控制器可布置成测量第一电极与第二电极之间的电阻和电容的至少一种，以检测腔内的可电感加热材料的存在。

检测电路可包括电感器。电感器可布置成当气溶胶生成制品容纳在腔内时，容纳可电感加热材料的至少一部分。控制器可布置成测量电感器，以检测腔内可电感加热材料的存在。优选地，电感器包括感应线圈。感应线圈可至少部分地环绕腔。

优选地，电感器是与电感器分离的第二电感器，用于加热气溶胶生成制品的感受器材料。然而，在一些实施例中，电感器可为用于加热气溶胶生成制品的感受器材料的电感器。在这些实施例中，控制器可布置成向电感器提供较低功率以用于测量第一电极与第二电极之间的电感来检测腔内的可电感加热材料的存在，并且在检测到腔内的可电感加热材料的存在时向电感器提供较高功率，以用于加热气溶胶生成制品的感受器材料。

优选地，气溶胶生成装置包括至少一个空气入口。优选地，至少一个空气入口与腔的上游端流体连通。

气溶胶生成装置可包括检测指示消费者吸口烟的空气流的传感器。空气流传感器可为机电装置。空气流传感器可为以下中的任一种：机械装置、光学装置、光电机械装置以及微机电系统(mems)类传感器。气溶胶生成装置可包括供消费者启动吸烟的手动操作开关。

优选地，气溶胶生成装置包括用于指示何时启动电感器的指示器。指示器可包括灯，其在启动电感器时启动。

气溶胶生成装置可包括允许气溶胶生成装置连接到另一电气装置的外部插头或插口和至少一个外部电触点中的至少一个。例如，气溶胶生成装置可包括usb插头或usb插口以允许气溶胶生成装置连接到另一usb启用装置。例如，usb插头或插口可能使得将气溶胶生成装置与usb充电装置连接，为气溶胶生成装置内的可充电电源充电。附加地或备选地，usb插头或插口可以支持去往或来自气溶胶生成装置或去往并来自气溶胶生成装置的数据传送。附加地或备选地，气溶胶生成装置可以连接到计算机以将数据传送到装置，诸如用于新气溶胶生成制品的新加热曲线。

在其中气溶胶生成装置包括usb插头或插口的那些实施例中，气溶胶生成装置还可包括当不使用时覆盖usb插头或插口的可移除盖。在其中usb插头或插口是usb插头的实施例中，usb插头可以另外地或可替代地选择性地可收缩于装置内。

根据本发明的第三方面，根据本文中所述的任何实施例提供了一种由根据本发明的第一方面的气溶胶生成制品生成气溶胶的方法。该方法包括将气溶胶生成制品定位在波动电磁场中并且将感受器材料电感加热到约200摄氏度至约400摄氏度之间的温度并且同时将可电感加热材料层电感加热到约50摄氏度至约150摄氏度之间的温度的步骤。

根据本文所述的任何实施例，在波动电磁场中定位气溶胶生成制品的定位步骤可包括将气溶胶生成制品定位在根据本发明的第二方面的气溶胶生成装置的腔内。电感加热感受器材料和可电感加热材料层的步骤可包括启动气溶胶生成装置的电感器。

附图说明

现在将仅通过实例参考附图进一步描述本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的实施例的气溶胶生成制品的横截面视图；

图2示出了图1的气溶胶生成制品的滤嘴段元件的透视图；

图3示出包括图1的气溶胶生成制品的气溶胶生成系统的横截面视图；

图4示出了图1的气溶胶生成制品的滤嘴段元件的备选布置的透视图；以及

图5示出了图1的气溶胶生成制品的滤嘴段元件的另一个备选布置的透视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施例的气溶胶生成制品10的横截面视图。气溶胶生成制品10包括以条的形式组装的多个元件。多个元件包括滤嘴段元件12、烟草棒形式的气溶胶形成基质14、定位在气溶胶形成基质14内的感受器材料15、中空醋酸纤维管16、聚合物气溶胶冷却元件18、烟嘴20和外包装材料22。气溶胶生成制品10包括口端24和远端26。

滤嘴段元件12具有圆柱形形状，并且由非可电感加热材料27的管形成。滤嘴段元件12具有外圆周表面28和内圆周表面30。

如图2所示，气溶胶生成制品10还包括可电感加热材料层32。可电感加热材料层32作为连续带提供，其围绕滤嘴段元件12的外圆周表面28延伸。连续带由包裹滤嘴段元件12的铝片形成。连续带具有对应于滤嘴段元件12的长度的宽度，使得可电感加热材料层完全覆盖滤嘴段元件12的外圆周表面28。

应当认识到，在本发明的其它实施例中，可电感加热材料层可不完全覆盖滤嘴段元件的外圆周表面。例如，在一些实施例中，可围绕滤嘴段元件的外圆周表面提供一个或多个可电感加热材料环。当围绕滤嘴段元件的外圆周表面提供两个或更多个可电感加热材料环时，相邻环可间隔开，使得相邻环之间的滤嘴段元件的外圆周表面的一部分不由可电感加热材料覆盖。在一些实施例中，可电感加热材料可仅部分地覆盖滤嘴段元件的外圆周表面。

图3示出了包括气溶胶生成制品10和气溶胶生成装置50的气溶胶生成系统40的横截面视图。气溶胶生成装置50包括壳体52，该壳体限定用于容纳气溶胶生成制品10的腔54。

气溶胶生成装置50还包括电感器56，其包括围绕腔54的一部分延伸的感应线圈，使得当气溶胶生成制品10容纳在腔54内时，气溶胶形成基质14和感受器材料15定位在感应线圈内。

气溶胶生成装置50还包括布置在腔54的相对侧上的第一电极58和第二电极60，使得当气溶胶生成制品10容纳在腔54内时，可电感加热材料层32定位在第一电极58和第二电极60之间。

气溶胶生成装置50还包括电源62和控制器64。控制器64布置成将电力从电源62供应到电感器56，以在腔54内产生波动的电磁场。控制器64还与第一电极58和第二电极60组合形成检测电路。

在使用期间，气溶胶生成制品10插入到腔54中。包括控制器64和第一电极58和第二电极60的检测电路由于在第一电极58和第二电极60之间的电阻和电容中的至少一个发生变化而检测到气溶胶生成制品10插入腔54中。电阻或电容的变化是在第一电极58和第二电极60之间的可电感加热材料层32存在的结果。

响应于将气溶胶生成制品10插入到腔54中的检测，控制器64允许从电源62向电感器56供电以在腔64内产生波动电磁场。波动电磁场电感加热感受器材料15，感受器材料继而又加热气溶胶形成基质14以产生气溶胶。波动的电磁场还会电感加热可电感加热材料层32，这继而又加热滤嘴段元件12。有利地，加热滤嘴段元件12减少或防止气溶胶在滤嘴段元件12内的冷凝。

虽然在该实施例第一电极58和第二电极60布置在腔54的相对侧上，但将认识到，在其它实施例中，第一电极和第二电极可不布置在腔的相对侧上，只要当制品插入到腔中时可电感加热材料层位于第一电极和第二电极之间即可。

还应当认识到，在一些实施例中，第一电极和第二电极可由第二电感器替代，第二电感器包括围绕腔的第二部分延伸的第二电感器线圈，使得当气溶胶生成制品容纳在腔54内时，可电感加热材料层定位在第二电感器中。在这些实施例中，包括控制器和第二电感器的检测电路由于第二电感器的电感的变化而检测到气溶胶生成制品插入腔中。电感的变化是由于第二电感器内可电感加热材料层的存在造成的。

图4示出了气溶胶生成制品10的滤嘴段元件12的备选布置。替代围绕滤嘴段元件12的外圆周表面28延伸的可电感加热材料层32，图4中示出的备选布置包括围绕滤嘴段元件12的内圆周表面30延伸的可电感加热材料层132。

可电感加热材料层132作为连续带提供，其围绕滤嘴段元件12的内圆周表面30延伸。连续带由包裹滤嘴段元件12的内圆周表面30的铝片形成。连续带具有对应于滤嘴段元件12的长度的宽度，使得可电感加热材料层完全覆盖滤嘴段元件12的内圆周表面30。

图5示出了滤嘴段元件12的另一备选布置。图5中所示的布置是图2和4中所示的两个布置的组合。因此，在图5所示的布置中，可电感加热材料的第一层32围绕滤嘴段元件12的外圆周表面28延伸，并且可电感加热材料的第二层132围绕滤嘴段元件12的内圆周表面30延伸。

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